DE102019115663A1

DE102019115663A1 - ASSEMBLIES WITH IMPROVED HEAT TRANSFER BY VASCULAR CHANNELS AND METHOD FOR PRODUCING VASCULAR CHANNELS

Info

Publication number: DE102019115663A1
Application number: DE102019115663.7A
Authority: DE
Inventors: Anthony M. Coppola; Alireza Fatemi; Hamid G. Kia
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2018-10-01
Filing date: 2019-06-10
Publication date: 2020-04-02
Also published as: US20200103179A1; CN110966879A

Abstract

Ein Leistungsmodul gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Gehäuse und ein wärmeleitendes Element. Das Gehäuse beinhaltet ein Polymer. Das Gehäuse definiert zumindest teilweise einen Kanal. Der Kanal ist konfiguriert, ein Fluid aufzunehmen. Das wärmeleitende Element ist zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet. Das wärmeleitende Element steht in Fluidverbindung mit dem Kanal. Das wärmeleitende Element beinhaltet ein wärmeleitendes Material. Das wärmeleitende Element steht in thermischer Verbindung mit dem Kanal und einer Wärmequelle. In bestimmten Aspekten beinhaltet die wärmeleitende Komponente mindestens entweder einen Vorsprung, einen Stift oder eine Ummantelung. Ein Verfahren zur Herstellung eines Kanals mit einem wärmeleitenden Element für die Wärmeübertragung beinhaltet (a) das Formen eines Kanals, (b) das Formen eines Gehäuses und (c) das Entfernen eines Opfermaterials.A power module according to various aspects of the present disclosure includes a housing and a heat-conducting element. The housing contains a polymer. The housing at least partially defines a channel. The channel is configured to receive a fluid. The heat-conducting element is at least partially arranged within the housing. The thermally conductive element is in fluid communication with the channel. The heat-conducting element contains a heat-conducting material. The heat-conducting element is in thermal connection with the channel and a heat source. In certain aspects, the heat-conducting component includes at least one of a protrusion, a pin, and a jacket. A method of making a channel with a heat-conducting element for heat transfer includes (a) molding a channel, (b) molding a housing, and (c) removing a sacrificial material.

Description

EINLEITUNGINTRODUCTION

Die vorliegende Offenbarung betrifft Baugruppen mit verbesserter Wärmeübertragung durch vaskuläre Kanäle und Verfahren zur Herstellung von Baugruppen mit vaskulären Kanälen.The present disclosure relates to assemblies with improved heat transfer through vascular channels and methods for manufacturing assemblies with vascular channels.

Dieser Abschnitt sieht Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung vor, bei denen es sich nicht notwendigerweise um den Stand der Technik handelt.This section provides background information related to the present disclosure, which is not necessarily prior art.

Traditionell wurden viele Motorkomponenten für Automobilanwendungen aus Metallen, wie Stahl und Eisen, hergestellt. Metallkomponenten sind robust, haben normalerweise eine gute Dehnbarkeit, Haltbarkeit, Festigkeit und Schlagzähigkeit. Obwohl Metalle für Fahrzeugkomponenten geeignet sind, liegt ihr Nachteil klar im Gewicht und in der Reduzierung des gravimetrischen Wirkungsgrads, der Leistung und Antriebskraft des Fahrzeugs, was wiederum die Kraftstoffeinsparung des Fahrzeugs verringert.Traditionally, many engine components for automotive applications have been made from metals such as steel and iron. Metal components are robust, usually have good ductility, durability, strength and impact resistance. Although metals are suitable for vehicle components, their disadvantage clearly lies in the weight and the reduction in the gravimetric efficiency, the power and the driving force of the vehicle, which in turn reduces the fuel economy of the vehicle.

Gewichtsreduzierung zur Verbesserung der Kraftstoffeinsparung bei Fahrzeugen hat die Verwendung verschiedener leichter Metallkomponenten gefördert, wie z. B. Aluminium- und Magnesium-Legierungen, sowie die Verwendung leichter, verstärkter Verbundmaterialien. Obwohl die Verwendung derartiger leichter Materialien dazu dienen kann, das Gesamtgewicht zu reduzieren und im Allgemeinen die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, können Probleme auftreten, wenn solche Materialien in Komponenten eingesetzt werden, die hohen Betriebstemperaturen ausgesetzt sind. So können beispielsweise die leichten Metallkomponenten verglichen mit herkömmlichen Stahl- oder Keramikmaterialien auch relativ hohe lineare Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Die Verwendung solcher Leichtmetalle kann unter bestimmten thermischen Betriebsbedingungen und bezogen auf benachbarte Komponenten mit niedrigeren linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten, wie Stahl- oder Keramikmaterialien, eine ungleiche Wärmeausdehnung verursachen, was zu einer Trennung von Komponenten und einer verminderten Leistung führt. Zusätzlich kann die Leistung von leichten verstärkten Verbundmaterialien nach kontinuierlicher Beanspruchung bei hohen Temperaturen abnehmen.Weight reduction to improve fuel economy in vehicles has promoted the use of various light metal components, such as. B. aluminum and magnesium alloys, and the use of light, reinforced composite materials. Although the use of such lightweight materials can serve to reduce overall weight and generally improve fuel efficiency, problems can arise when such materials are used in components that are exposed to high operating temperatures. For example, the light metal components can also have relatively high linear coefficients of thermal expansion compared to conventional steel or ceramic materials. The use of such light metals can cause uneven thermal expansion under certain thermal operating conditions and relative to neighboring components with lower linear thermal expansion coefficients, such as steel or ceramic materials, resulting in component separation and reduced performance. In addition, the performance of lightweight reinforced composite materials may decrease after continuous exposure to high temperatures.

KURZDARSTELLUNGSUMMARY

Dieser Abschnitt sieht eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung vor und ist keine umfassende Offenbarung des vollständigen Schutzumfangs oder aller Merkmale.This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of the full scope or all features.

In verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Herstellung eines Kanals mit einem wärmeleitenden Element zur Wärmeübertragung bereit. Das Verfahren beinhaltet (a) das Formen eines Kanals, (b) das Formen eines Gehäuses und (c) das Entfernen eines Opfermaterials. Das Formen des Kanals beinhaltet (i) das Durchstechen eines ersten Kanalvorprodukts mit einer ersten Vielzahl von wärmeleitenden Elementen einer ersten wärmeleitenden Komponente, um eine erste Zwischenbaugruppe zu bilden, wobei das erste Kanalvorprodukt ein erstes Opfermaterial beinhaltet, wobei die erste wärmeleitende Komponente ein erstes wärmeleitendes Material beinhaltet; oder (ii) Durchstechen eines zweiten Kanalvorprodukts mit einer Vielzahl von zweiten wärmeleitenden Elementen, um eine zweite Zwischenbaugruppe zu bilden, wobei das zweite Kanalvorprodukt ein zweites Opfermaterial beinhaltet, wobei die zweite Vielzahl von wärmeleitenden Elementen ein zweites wärmeleitendes Material beinhaltet; oder (iii) das Aufbringen eines dritten wärmeleitenden Elements auf ein drittes Kanalvorprodukt, um eine dritte Zwischenbaugruppe zu bilden, wobei das dritte Kanalvorprodukt ein drittes Opfermaterial beinhaltet, wobei das dritte wärmeleitende Element ein drittes wärmeleitendes Material beinhaltet. Das Formen des Gehäuses beinhaltet das Einsetzen der ersten, zweiten oder dritten Zwischenbaugruppe in einen ersten, zweiten oder dritten Formkörper. Das Formen des Gehäuses beinhaltet ferner das Einführen eines Gehäusevorprodukts in den jeweiligen ersten, zweiten oder dritten Formkörper, wobei das Gehäusevorprodukt ein Polymervorprodukt beinhaltet. Das Formen des Gehäuses beinhaltet ferner das Verfestigen des flüssigen Polymervorprodukts, um Folgendes zu formen: (i) eine erste feste Polymerbaugruppe, die ein erstes Polymergehäuse beinhaltet, das um mindestens einen Teil des ersten Kanalvorprodukts herum angeordnet ist; oder (ii) eine zweite feste Polymerbaugruppe, die ein zweites Polymergehäuse beinhaltet, das um mindestens einen Teil des zweiten Kanalvorprodukts herum angeordnet ist; oder (iii) eine dritte feste Polymerbaugruppe, die ein drittes Polymergehäuse beinhaltet, das um mindestens einen Teil des dritten Kanalvorprodukts herum angeordnet ist. Das Entfernen beinhaltet (i) das Entfernen des ersten Opfermaterials, um einen ersten Kanal zu formen, der die Vielzahl von ersten wärmeleitenden Elementen beinhaltet, worin der erste Kanal in dem ersten Polymergehäuse und der ersten wärmeleitenden Komponente definiert ist; oder (ii) Entfernen des zweiten Opfermaterials, um einen zweiten Kanal zu formen, der die Vielzahl von zweiten wärmeleitenden Elementen beinhaltet, worin der zweite Kanal im zweiten Polymergehäuse definiert ist; oder (iii) Entfernen des dritten Opfermaterials, um einen dritten Kanal zu formen, der das dritte wärmeleitende Element beinhaltet, worin der dritte Kanal im dritten Polymergehäuse definiert ist.In various aspects, the present disclosure provides a method of making a channel with a heat-conducting element for heat transfer. The method includes (a) forming a channel, (b) forming a housing, and (c) removing a sacrificial material. Forming the channel includes (i) piercing a first channel pre-product with a first plurality of heat-conducting elements of a first heat-conducting component to form a first intermediate assembly, the first channel pre-product including a first sacrificial material, the first heat-conducting component comprising a first heat-conducting material includes; or (ii) piercing a second channel pre-product with a plurality of second heat-conducting elements to form a second intermediate assembly, the second channel pre-product including a second sacrificial material, the second plurality of heat-conducting elements including a second heat-conducting material; or (iii) applying a third heat-conducting element to a third channel pre-product to form a third intermediate assembly, the third channel pre-product including a third sacrificial material, the third heat-conducting element including a third heat-conducting material. Forming the housing includes inserting the first, second or third intermediate assembly into a first, second or third molded body. Shaping the housing further includes inserting a housing pre-product into the respective first, second or third molded body, the housing pre-product including a polymer pre-product. Shaping the housing further includes solidifying the liquid polymer precursor to form: (i) a first solid polymer assembly that includes a first polymer housing disposed around at least a portion of the first channel precursor; or (ii) a second solid polymer assembly that includes a second polymer housing disposed around at least a portion of the second channel precursor; or (iii) a third solid polymer assembly that includes a third polymer housing disposed around at least a portion of the third channel precursor. The removal includes (i) removing the first sacrificial material to form a first channel that includes the plurality of first heat-conducting elements, wherein the first channel is defined in the first polymer housing and the first heat-conducting component; or (ii) removing the second sacrificial material to form a second channel that includes the plurality of second thermally conductive elements, wherein the second channel is in the second Polymer housing is defined; or (iii) removing the third sacrificial material to form a third channel that includes the third thermally conductive element, wherein the third channel is defined in the third polymer housing.

In einem Aspekt beinhaltet das Gehäusevorprodukt ferner mindestens entweder eine Vielzahl von Verstärkungsfasern oder einer Vielzahl von Verstärkungspartikeln.In one aspect, the housing pre-product further includes at least one of a plurality of reinforcing fibers and a plurality of reinforcing particles.

In einem Aspekt ist die Vielzahl von Verstärkungsfasern oder die Vielzahl von Verstärkungspartikeln wärmeleitend.In one aspect, the plurality of reinforcing fibers or the plurality of reinforcing particles are thermally conductive.

In einem Aspekt beinhaltet das Aufbringen des dritten wärmeleitenden Elements das Aufbringen des dritten wärmeleitenden Materials umlaufend um mindestens einen Teil einer Außenfläche des dritten Kanalvorprodukts.In one aspect, the application of the third heat-conducting element includes the application of the third heat-conducting material circumferentially around at least part of an outer surface of the third channel pre-product.

In einem Aspekt beinhaltet das jeweilige erste, zweite oder dritte Opfermaterial ein Material, das zu einem oder mehreren der folgenden Vorgänge in der Lage ist: Schmelzen, Verdampfen, Verbrennen und Aufschließen.In one aspect, the respective first, second, or third sacrificial material includes a material that is capable of one or more of the following processes: melting, vaporization, burning, and disintegration.

In einem Aspekt beinhaltet das erste, zweite oder dritte wärmeleitende Material ein Metallmaterial, ein Keramikmaterial oder eine Kombination daraus.In one aspect, the first, second, or third thermally conductive material includes a metal material, a ceramic material, or a combination thereof.

In einem Aspekt erstreckt sich die erste Vielzahl von wärmeleitenden Elementen entlang mindestens eines Abschnitts eines Durchmessers des ersten Kanals.In one aspect, the first plurality of thermally conductive elements extends along at least a portion of a diameter of the first channel.

In einem Aspekt beinhaltet ein erstes wärmeleitendes Element der Vielzahl von ersten wärmeleitenden Elementen einen Vorsprung; oder das zweite wärmeleitende Element der Vielzahl von zweiten wärmeleitenden Elementen beinhaltet einen Stift; oder das dritte wärmeleitende Element beinhaltet ein oder mehrere Elemente aus einer Wicklung, einem umflochtenen Schlauch, einem gewebten Schlauch, einem gewirkten Schlauch oder einem umhäkelten Schlauch.In one aspect, a first heat conductive member of the plurality of first heat conductive members includes a protrusion; or the second heat conductive member of the plurality of second heat conductive members includes a pin; or the third heat-conducting element includes one or more elements made of a winding, a braided hose, a woven hose, a knitted hose or a crocheted hose.

In einem Aspekt definiert der erste Kanal einen Durchmesser, der größer als oder gleich etwa 100 µm bis kleiner als oder gleich etwa 10 mm ist; oder der zweite Kanal definiert einen Durchmesser, der größer als oder gleich etwa 100 µm bis kleiner als oder gleich etwa 10 mm ist; oder der dritte Kanal definiert einen Durchmesser, der größer als oder gleich etwa 100 µm bis weniger als oder gleich etwa 10 mm ist.In one aspect, the first channel defines a diameter that is greater than or equal to about 100 microns to less than or equal to about 10 mm; or the second channel defines a diameter that is greater than or equal to about 100 µm to less than or equal to about 10 mm; or the third channel defines a diameter that is greater than or equal to about 100 microns to less than or equal to about 10 mm.

In einem Aspekt hat der erste Kanal ein offenes Volumen von mindestens etwa 40 % eines Gesamtvolumens des ersten Kanals; oder der zweite Kanal hat ein offenes Volumen von mindestens etwa 40 % eines Gesamtvolumens des zweiten Kanals; oder der dritte Kanal hat ein offenes Volumen von mindestens etwa 40 % eines Gesamtvolumens des dritten Kanals.In one aspect, the first channel has an open volume of at least about 40% of a total volume of the first channel; or the second channel has an open volume of at least about 40% of a total volume of the second channel; or the third channel has an open volume of at least about 40% of a total volume of the third channel.

In verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung ein Leistungsmodul bereit. Das Leistungsmodul beinhaltet ein Gehäuse und ein wärmeleitendes Element. Das Gehäuse beinhaltet ein Polymer. Das Gehäuse definiert zumindest teilweise einen Kanal. Der Kanal ist konfiguriert, ein Fluid aufzunehmen. Das wärmeleitende Element ist zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet. Das wärmeleitende Element steht in Fluidverbindung mit dem Kanal. Das wärmeleitende Element beinhaltet ein wärmeleitendes Material. Das wärmeleitende Element steht in thermischer Verbindung mit dem Kanal und einer Wärmequelle.In various aspects, the present disclosure provides a power module. The power module includes a housing and a heat-conducting element. The housing contains a polymer. The housing at least partially defines a channel. The channel is configured to receive a fluid. The heat-conducting element is at least partially arranged within the housing. The thermally conductive element is in fluid communication with the channel. The heat-conducting element contains a heat-conducting material. The heat-conducting element is in thermal connection with the channel and a heat source.

In einem Aspekt beinhaltet das Leistungsmodul ferner eine elektronische Komponente und eine Heatspreader-Komponente. Die Heatspreader-Komponente ist innerhalb des Gehäuses angeordnet. Die Heatspreader-Komponente steht in thermischem Kontakt mit der elektronischen Komponente und dem Kanal.In one aspect, the power module further includes an electronic component and a heat spreader component. The heat spreader component is arranged inside the housing. The heat spreader component is in thermal contact with the electronic component and the channel.

In einem Aspekt beinhaltet das Gehäuse einen verstärkten Verbundwerkstoff. Der verstärkte Verbundwerkstoff beinhaltet das Polymer und mindestens entweder (a) eine Vielzahl von Verstärkungsfasern oder (b) eine Vielzahl von Verstärkungspartikeln. Die Vielzahl von Verstärkungsfasern oder die Vielzahl von Verstärkungspartikeln sind wärmeleitend.In one aspect, the housing includes a reinforced composite. The reinforced composite material includes the polymer and at least either (a) a plurality of reinforcement fibers or (b) a plurality of reinforcement particles. The plurality of reinforcing fibers or the plurality of reinforcing particles are thermally conductive.

In einem Aspekt ragt das wärmeleitende Element zumindest teilweise in den Kanal vor.In one aspect, the heat-conducting element projects at least partially into the channel.

In einem Aspekt wirken das wärmeleitende Element und das Gehäuse zusammen, um den Kanal zu definieren.In one aspect, the heat conducting element and the housing cooperate to define the channel.

In einem Aspekt definiert der Kanal einen Durchmesser, der größer als oder gleich etwa 100 µm bis kleiner als oder gleich etwa 10 mm ist. In one aspect, the channel defines a diameter that is greater than or equal to about 100 microns to less than or equal to about 10 mm.

In einem Aspekt beinhaltet das Gehäuse eine Außenhülle. Die Außenhülle definiert eine Wanddicke von mehr als oder gleich etwa 1 µm bis kleiner als oder gleich etwa 1 mm. Die Außenhülle beinhaltet ein Metall, ein Polymer, einen Polymerverbundwerkstoff oder eine Kombination daraus.In one aspect, the housing includes an outer shell. The outer shell defines a wall thickness of more than or equal to approximately 1 μm to less than or equal to approximately 1 mm. The outer shell includes a metal, a polymer, a polymer composite, or a combination thereof.

In einem Aspekt weist der Kanal ein offenes Volumen von mindestens etwa 40 % eines Gesamtvolumens des Kanals auf.In one aspect, the channel has an open volume of at least about 40% of a total volume of the channel.

In einem Aspekt erstreckt sich der Kanal über eine Längsachse. Der Kanal definiert eine Querschnittsform, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse verläuft. Die Querschnittsform ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einer kreisförmigen Form, einer dreieckigen Form, einer elliptischen Form, einer rechteckigen Form und einer Mehrpunkt- Sternform.In one aspect, the channel extends along a longitudinal axis. The channel defines a cross-sectional shape that is substantially perpendicular to the longitudinal axis. The cross-sectional shape is selected from the group consisting of: a circular shape, a triangular shape, an elliptical shape, a rectangular shape and a multi-point star shape.

In einem Aspekt ist die Querschnittsform ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: der dreieckigen Form, der rechteckigen Form und der Mehrpunkt-Sternform.In one aspect, the cross-sectional shape is selected from the group consisting of: the triangular shape, the rectangular shape and the multi-point star shape.

Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Die Beschreibung und spezifischen Beispiele in dieser Zusammenfassung dienen ausschließlich zur Veranschaulichung und sollen keinesfalls den Umfang der vorliegenden Offenbarung beschränken.Further areas of applicability will become apparent from the description provided herein. The description and specific examples in this summary are illustrative only and are in no way intended to limit the scope of the present disclosure.

FigurenlisteFigure list

Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen ausschließlich der Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und stellen nicht die Gesamtheit der möglichen Implementierungen dar und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht beschränken.

Die 1A-1B sind schematische Ansichten eines Leistungsmoduls gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung; 1A ist eine perspektivische Ansicht; 1B ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen bei Linie 1B-1B in 1A;
Die 2 ist eine Schnittansicht eines weiteren Leistungsmoduls gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung;
Die 3 ist eine Schnittansicht eines weiteren Leistungsmoduls gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung;
Die 4A-4B sind Teilansichten einer vaskulären Baugruppe mit einem Kühlkanal und einer Vielzahl von Vorsprüngen gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung; 4A ist eine Seitenansicht; 4B ist eine Draufsicht von der Linie 4B-4B in 4A;
Die 5A-5B sind Teilansichten einer weiteren vaskulären Baugruppe mit einem Kühlkanal und einer Vielzahl von Stiften gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung; 5A ist eine Seitenansicht; 5B ist eine Draufsicht von der Linie 5B-5B in 5A;
Die 6A-6B sind Teilansichten einer vaskulären Baugruppe mit einem Kühlkanal gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung; 6A ist eine Seitenansicht; 6B ist eine Draufsicht von der Linie 6B-6B in 6A;
Die 7 - 14 sind Teilschnittansichten von Komponenten, die Kanäle definieren, die unterschiedliche wärmeleitende Elemente aufweisen; 7 zeigt ein wärmeleitendes Element, das sich teilweise in einen Kanal gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung erstreckt; 8 zeigt ein wärmeleitendes Element, das eine Sägezahnform gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung definiert; 9 stellt wärmeleitende Elemente dar, die unterschiedliche Höhen gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung definieren; 10 stellt ein wärmeleitendes Element dar, das eine Hakenform gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung definiert; 11 zeigt ein wärmeleitendes Element, das eine Öffnung gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung definiert; 12 stellt eine Vielzahl von wärmeleitenden Elementen dar, die unterschiedliche Formen und Abmessungen definieren, gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung; 13 stellt ein wärmeleitendes Element dar, das sich vollständig über einen Kanal gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung erstreckt.; 14 stellt ein wärmeleitendes Element dar, das eine Nut gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung definiert;
15-20 sind Schnittansichten von Komponenten mit unterschiedlichen Kühlkanalformen gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung; 15 zeigt einen Kanal mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung; 16 zeigt einen Kanal mit einem im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung; 17 zeigt einen Kanal mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung; 18 zeigt einen Kanal mit einem im Wesentlichen elliptischen Querschnitt gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung; 19 zeigt einen Kanal mit einem im Wesentlichen sternförmigen Querschnitt gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung; 20 zeigt einen Kanal mit einem weiteren im Wesentlichen sternförmigen Querschnitt gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung;
21 ist eine Schnittansicht einer Komponente, die einen Kanal mit einer Hülle gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung definiert;
22A-22B beziehen sich auf ein Verfahren zum Formen eines Kanalvorprodukts gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung; 22A ist eine schematische Darstellung einer Extrusionsvorrichtung zum Formen des Kanals; 22B ist eine Schnittansicht der Komponente, die den Kanal definiert;
23A-23E zeigen ein Verfahren zur Herstellung der vaskulären Baugruppe in 4A-4B gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung;
24A-24E zeigen ein Verfahren zur Herstellung der vaskulären Baugruppe in 5A-5B gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung;
25A-25E zeigen ein Verfahren zur Herstellung der vaskulären Baugruppe in 6A-6B gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung; und
26A-26B zeigen eine vaskuläre Baugruppe, die einen Kanal in Verbindung mit einem wärmeleitenden Element definiert und einer Wärmequelle gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung ausgesetzt ist; 26A ist eine perspektivische Ansicht der Komponente; und 26B ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer wärmeleitenden Komponente, die wärmeleitende Elemente definiert.

The drawings described herein are for illustration of selected embodiments only and do not represent the entirety of the possible implementations and are not intended to limit the scope of the present disclosure.

The 1A-1B 14 are schematic views of a power module according to various aspects of the present disclosure; 1A is a perspective view; 1B Fig. 3 is a cross sectional view taken on line 1B-1B in 1A ;
The 2nd 10 is a sectional view of another power module according to various aspects of the present disclosure;
The 3rd 10 is a sectional view of another power module according to various aspects of the present disclosure;
The 4A-4B 14 are partial views of a vascular assembly with a cooling channel and a plurality of protrusions in accordance with various aspects of the present disclosure; 4A is a side view; 4B is a top view from the line 4B-4B in 4A ;
The 5A-5B 14 are partial views of another vascular assembly with a cooling channel and a plurality of pins in accordance with various aspects of the present disclosure; 5A is a side view; 5B is a top view from the line 5B-5B in 5A ;
The 6A-6B 13 are partial views of a vascular assembly with a cooling channel in accordance with various aspects of the present disclosure; 6A is a side view; 6B is a top view from the line 6B-6B in 6A ;
The 7 - 14 are partial sectional views of components that define channels that have different heat-conducting elements; 7 FIG. 12 shows a heat-conducting element partially extending into a channel in accordance with various aspects of the present disclosure; 8th FIG. 12 shows a heat-conducting element that defines a sawtooth shape in accordance with various aspects of the present disclosure; 9 FIG. 13 illustrates heat conductive elements that define different heights in accordance with various aspects of the present disclosure; 10th FIG. 12 illustrates a heat-conducting element that defines a hook shape in accordance with various aspects of the present disclosure; 11 FIG. 12 shows a heat-conducting element that defines an opening according to various aspects of the present disclosure; 12th FIG. 12 illustrates a variety of heat-conducting elements that define different shapes and dimensions, in accordance with various aspects of the present disclosure; 13 FIG. 10 illustrates a heat-conducting element that extends entirely across a channel in accordance with various aspects of the present disclosure; 14 FIG. 12 illustrates a heat-conducting element that defines a groove according to various aspects of the present disclosure;
15-20 14 are sectional views of components with different cooling channel shapes in accordance with various aspects of the present disclosure; 15 FIG. 14 shows a channel with a substantially circular cross-section according to various aspects of the present disclosure; 16 FIG. 14 shows a channel having a substantially triangular cross section in accordance with various aspects of the present disclosure; 17th FIG. 14 shows a channel having a substantially rectangular cross section in accordance with various aspects of the present disclosure; 18th FIG. 14 shows a channel with a substantially elliptical cross section according to various aspects of the present disclosure; 19th FIG. 14 shows a channel with a substantially star-shaped cross section according to various aspects of the present disclosure; 20th FIG. 12 shows a channel with another substantially star-shaped cross section according to various aspects of the present disclosure;
21 FIG. 14 is a cross-sectional view of a component defining a channel with a shell according to various aspects of the present disclosure;
22A-22B relate to a method of forming a channel precursor in accordance with various aspects of the present disclosure; 22A Figure 3 is a schematic illustration of an extrusion device for forming the channel; 22B Figure 3 is a sectional view of the component defining the channel;
23A-23E show a method for manufacturing the vascular assembly in 4A-4B according to various aspects of the present disclosure;
24A-24E show a method for manufacturing the vascular assembly in 5A-5B according to various aspects of the present disclosure;
25A-25E show a method for manufacturing the vascular assembly in 6A-6B according to various aspects of the present disclosure; and
26A-26B FIG. 12 shows a vascular assembly defining a channel in connection with a thermally conductive element and exposed to a heat source in accordance with various aspects of the present disclosure; 26A Figure 3 is a perspective view of the component; and 26B Figure 3 is a perspective view of a portion of a thermally conductive component that defines thermally conductive elements.

Ähnliche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen bezeichnen ähnliche Teile.Similar reference numerals in the different views of the drawings indicate similar parts.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Es werden exemplarische Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenbarung gründlich ist und den Fachleuten deren Umfang vollständig vermittelt. Es werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, wie beispielsweise Beispiele für spezifische Zusammensetzungen, Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, beschrieben, um ein gründliches Verständnis von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. Fachleute werden erkennen, dass spezifische Details möglicherweise nicht erforderlich sind, dass exemplarische Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden können und dass keine der Ausführungsformen dahingehend ausgelegt werden soll, dass sie den Umfang der Offenbarung einschränkt. In manchen exemplarischen Ausführungsformen sind wohlbekannte Verfahren, wohlbekannte Vorrichtungsstrukturen und wohlbekannte Techniken nicht ausführlich beschrieben.Exemplary embodiments are provided so that this disclosure will be thorough, and will fully convey the scope to those skilled in the art. Numerous specific details, such as examples of specific compositions, components, devices, and methods, are set forth to provide a thorough understanding of embodiments of the present disclosure. Those skilled in the art will recognize that specific details may not be required, that exemplary embodiments may be embodied in many different forms, and that none of the embodiments should be construed to limit the scope of the disclosure. In some exemplary embodiments, well-known methods, well-known device structures, and well-known techniques are not described in detail.

Die hier verwendete Terminologie dient ausschließlich der Beschreibung bestimmter exemplarischer Ausführungsformen und soll in keiner Weise einschränkend sein. Wie hierin verwendet, schließen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ gegebenenfalls auch die Pluralformen ein, sofern der Kontext dies nicht klar ausschließt. Die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „beinhalteten“ und „aufweisen“ sind einschließend und geben daher das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Elemente, Zusammensetzungen, Schritte, ganzen Zahlen, Vorgänge, und/oder Komponenten an, schließen aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen hiervon aus. Obwohl der offen ausgelegte Begriff „umfasst“ als ein nicht einschränkender Begriff zu verstehen ist, der zum Beschreiben und Beanspruchen verschiedener, hier dargelegter Ausführungsformen verwendet wird, kann der Begriff unter bestimmten Gesichtspunkten alternativ verstanden werden, etwa stattdessen ein mehr begrenzender und einschränkender Begriff zu sein, wie „bestehend aus“ oder „bestehend im Wesentlichen aus“. Somit beinhaltet jegliche Ausführungsform, die Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Funktionen, ganze Zahlen, Operationen, und/oder Verfahrensschritte aufführt, der vorliegenden Offenbarung ausdrücklich auch Ausführungsformen bestehend aus, oder bestehend im Wesentlichen aus, so aufgeführte Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elementen, Funktionen, Zahlen, Operationen und/oder Verfahrensschritte. Bei „bestehend aus“ schließt die alternative Ausführungsform jegliche zusätzlichen Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Funktionen, Zahlen, Operationen, und/oder Verfahrensschritte aus, während bei „bestehend im Wesentlichen aus“ jegliche zusätzliche Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Funktionen, Zahlen, Operationen und/oder Verfahrensschritte, die stoffschlüssig die grundlegenden und neuen Eigenschaften beeinträchtigen, von einer solchen Ausführungsform ausgeschlossen sind, jedoch jegliche Zusammensetzungen, Materialien, Komponenten, Elemente, Funktionen, ganze Zahlen, Operationen und/oder Verfahrensschritte, die materialmäßig nicht die grundlegenden und neuen Eigenschaften beeinträchtigen, können in der Ausführungsform beinhaltet sein.The terminology used here is used only to describe certain exemplary embodiments and is in no way intended to be limiting. As used herein, the singular forms "a" and "the / that" may also include the plural forms, unless the context clearly precludes this. The terms “comprises”, “comprising”, “included” and “have” are inclusive and therefore indicate the presence of the specified features, elements, compositions, steps, integers, processes and / or components, but do not conclude the presence or adding one or more other features, integers, steps, operations, elements, components and / or groups thereof. Although the openly defined term "includes" is to be understood as a non-limiting term used to describe and claim various embodiments set forth herein, the term may alternatively be understood from certain points of view, such as to be a more restrictive and restrictive term instead such as "consisting of" or "consisting essentially of". Thus, any embodiment that lists compositions, materials, components, elements, functions, integers, operations, and / or process steps in the present disclosure explicitly includes embodiments consisting of, or consisting essentially of, compositions, materials, components so listed, Elements, functions, numbers, operations and / or procedural steps. In "consisting of", the alternative embodiment excludes any additional compositions, materials, components, elements, functions, numbers, operations, and / or process steps, while in "consisting essentially of" any additional compositions, materials, components, elements, functions , Numbers, operations and / or procedural steps that materially impair the basic and new properties are excluded from such an embodiment, but any compositions, materials, components, elements, functions, integers, operations and / or procedural steps that are not material fundamental and new properties may be included in the embodiment.

Alle hierin beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Vorgänge sind nicht dahingehend auszulegen, dass die beschriebene oder dargestellte Reihenfolge unbedingt erforderlich ist, sofern dies nicht spezifisch als Reihenfolge der Ausführung angegeben ist. Es sei außerdem darauf hingewiesen, dass zusätzliche oder alternative Schritte angewendet werden können, sofern nicht anders angegeben.All of the method steps, processes and procedures described herein are not to be interpreted to mean that the sequence described or shown is absolutely necessary, unless this is specifically stated as the sequence of execution. It should also be appreciated that additional or alternative steps can be used unless otherwise noted.

Wenn eine Komponente, ein Element oder eine Schicht als „an/auf“, „in Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einer anderen Komponente bzw. einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben wird, kann es/sie sich entweder direkt an/auf der anderen Komponente, dem anderen Element oder der anderen Schicht befinden, damit in Eingriff stehen, damit verbunden oder damit gekoppelt sein oder es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Wenn, im Gegensatz dazu, ein Element als „direkt an/auf“, „direkt im Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben wird, können keine dazwischen liegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Andere Wörter, die zum Beschreiben des Verhältnisses zwischen Elementen verwendet werden, sind in gleicher Weise zu verstehen (z. B. „zwischen“ und „direkt zwischen“, „angrenzend“ und „direkt angrenzend“ usw.). Wie hier verwendet, schließt der Begriff „und/oder“ alle Kombinationen aus einem oder mehreren der zugehörigen aufgelisteten Elemente ein.If a component, element or layer is described as "on / on", "in engagement with", "connected to" or "coupled with" another component or another element or another layer, it can are either directly on / on the other component, the other element or the other layer, are in engagement with, connected to or coupled to it, or there may be elements or layers in between. In contrast, if an element is described as "directly on / up", "directly engaged with", "directly connected to" or "directly coupled with" another element or another layer, no intermediate elements or Layers. Other words that are used to describe the relationship between elements are to be understood in the same way (eg "between" and "directly between", "adjacent" and "directly adjacent" etc.). As used herein, the term "and / or" includes all combinations of one or more of the associated listed items.

Obwohl die Begriffe erste, zweite, dritte usw. hier verwendet werden können, um verschiedene Schritte, Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollen diese Schritte, Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Ausdrücke einschränkt werden. Diese Begriffe werden nur verwendet, um einen Schritt, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Schritt, einem anderen Element, einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe wie „erste“, „zweite“ und andere Zahlenbegriffe, wenn hierin verwendet, implizieren keine Sequenz oder Reihenfolge, es sei denn, durch den Kontext eindeutig angegeben. Somit könnte ein nachstehend erläuterter erster Schritt, diskutiertes erstes Element, diskutierte Komponente, diskutierter Bereich, diskutierte Schicht oder diskutierter Abschnitt als ein zweiter Schritt, ein zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von der Lehre der exemplarischen Ausführungsformen abzuweichen.Although the terms first, second, third, etc. can be used here to describe different steps, elements, components, areas, layers and / or sections, these steps, elements, components, areas, layers and / or sections are not intended to be used by these expressions are restricted. These terms are only used to distinguish a step, an element, a component, an area, a layer or a section from another step, another element, another area, another layer or another section. Terms such as "first", "second", and other numerical terms, when used herein, do not imply a sequence or order unless clearly indicated by the context. Thus, a first step discussed below, first element discussed, component discussed, area discussed, layer or section discussed, could be referred to as a second step, second element, second component, second area, second layer, or second section, without deviating from the teaching of the exemplary embodiments.

Raumbezogene oder zeitbezogene Begriffe, wie „davor“, „danach“, „innere“, „äußere“, „unterhalb“, „unter“, „untere“, „über“, „obere“ und dergleichen, können hier zur besseren Beschreibung der Beziehung von einem Element oder einer Eigenschaft zu anderen Element(en) oder Eigenschaft(en), wie in den Figuren dargestellt, verwendet werden. Raumbezogene oder zeitbezogene Begriffe können dazu bestimmt sein, verschiedene in Anwendung oder Betrieb befindliche Anordnungen der Vorrichtung oder des Systems zu umschreiben, zusätzlich zu der auf den Figuren dargestellten Ausrichtung.Spatial or time-related terms such as "before", "after", "inner", "outer", "below", "below", "lower", "above", "upper" and the like can be used here to better describe the Relationship from one element or property to another element (s) or property (s) as shown in the figures can be used. Spatial or time-related terms may be intended to describe various arrangements of the device or system in use or operation, in addition to the orientation shown in the figures.

In dieser Offenbarung repräsentieren die numerischen Werte grundsätzlich ungefähre Messwerte oder Grenzen von Bereichen, etwa kleinere Abweichungen von den bestimmten Werten und Ausführungsformen, die ungefähr den genannten Wert aufweisen, sowie solche mit genau dem genannten Wert zu umfassen. Im Gegensatz zu den am Ende der ausführlichen Beschreibung bereitgestellten Anwendungsbeispielen sollen alle numerischen Werte der Parameter (z. B. Größen oder Bedingungen) in dieser Spezifikation einschließlich der beigefügten Ansprüche in allen Fällen durch den Begriff „ungefähr“ verstanden werden, egal ob oder ob nicht „ungefähr“ tatsächlich vor dem Zahlenwert erscheint. „Ungefähr“ weist darauf hin, dass der offenbarte numerische Wert eine gewisse Ungenauigkeit zulässt (mit einer gewissen Annäherung an die Exaktheit im Wert; ungefähr oder realistisch nahe am Wert; annähernd). Falls die Ungenauigkeit, die durch „ungefähr“ bereitgestellt ist, in Fachkreisen nicht anderweitig mit dieser gewöhnlichen Bedeutung verständlich ist, dann gibt „ungefähr“, wie hierin verwendet, zumindest Variationen an, die sich aus gewöhnlichen Messverfahren und der Verwendung derartiger Parameter ergeben. So kann beispielsweise „etwa“ eine Variation von weniger als oder gleich 5 %, gegebenenfalls weniger als oder gleich 4 %, gegebenenfalls weniger als oder gleich 3 %, gegebenenfalls weniger als oder gleich 2 %, gegebenenfalls weniger als oder gleich 1 %, gegebenenfalls weniger als oder gleich 0,5 % und unter bestimmten Gesichtspunkten gegebenenfalls weniger als oder gleich 0,1 % umfassen.In this disclosure, the numerical values fundamentally represent approximate measured values or limits of ranges, for example minor deviations from the specific values and embodiments, which have approximately the stated value, as well as those with exactly the stated value. In contrast to the application examples provided at the end of the detailed description, all numerical values of the parameters (eg sizes or conditions) in this specification, including the appended claims, are to be understood in all cases by the term “approximately”, regardless of whether or not "Approximately" actually appears before the numerical value. “Approximately” indicates that the disclosed numerical value allows some inaccuracy (with some approximation to the exactness of the value; roughly or realistically close to the value; approximate). If the inaccuracy provided by "about" is not otherwise understandable by those of ordinary skill in the art, then "about" as used herein indicates at least variations resulting from ordinary measurement methods and the use of such parameters. For example, “about” can be a variation less than or equal to 5 %, optionally less than or equal to 4%, optionally less than or equal to 3%, optionally less than or equal to 2%, optionally less than or equal to 1%, optionally less than or equal to 0.5% and, under certain aspects, possibly less than or equal to 0.1%.

Darüber hinaus beinhaltet die Angabe von Bereichen die Angabe aller Werte und weiter unterteilter Bereiche innerhalb des gesamten Bereichs, einschließlich der für die Bereiche angegebenen Endpunkten und Unterbereiche.In addition, specifying ranges includes specifying all values and subdivided ranges within the entire range, including the endpoints and subranges specified for the ranges.

Es werden nun exemplarische Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben.Exemplary embodiments will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

Fahrzeug-Verbundbauteile können von einer verbesserten Kühlung profitieren, insbesondere bei Beanspruchung durch eine Wärmequelle oder in einer Hochtemperaturumgebung. Ein Verfahren zum Kühlen von Verbundbauteilen besteht darin, ein Wärmeübertragungsfluid durch vaskuläre Kanäle im Verbundbauteil zirkulieren zu lassen. Die Wirksamkeit der Kühlung durch vaskuläre Kanäle kann jedoch durch eine thermische Leitfähigkeit des Verbundwerkstoffs begrenzt werden, das den Kanal umgibt, in dem das Wärmeübertragungsfluid enthalten ist. Eine Wärmeübertragungsrate zwischen dem Verbundwerkstoff und dem Wärmeübertragungsfluid kann durch die Verwendung einer leitfähigen Verstärkung im Polymer des Verbundwerkstoffs (z. B. leitfähige Verstärkungsfasern oder -partikel) verbessert werden. In einem Beispiel sind Endlos-Kohlenstofffasern in einem Fahrzeug-Verbundbauteil enthalten. Der Verbundwerkstoff weist eine Wärmeleitfähigkeit in einer Ebene der Fasern und eine geringe Wärmeleitfähigkeit durch eine Dicke des Verbundwerkstoffs auf.Composite vehicle components can benefit from improved cooling, particularly when exposed to a heat source or in a high temperature environment. One method of cooling composite components is to circulate a heat transfer fluid through vascular channels in the composite component. However, the effectiveness of cooling through vascular channels can be limited by a thermal conductivity of the composite material that surrounds the channel in which the heat transfer fluid is contained. A heat transfer rate between the composite and the heat transfer fluid can be improved by using conductive reinforcement in the polymer of the composite (e.g., conductive reinforcement fibers or particles). In one example, continuous carbon fibers are included in a composite vehicle component. The composite material has a thermal conductivity in a plane of the fibers and a low thermal conductivity due to a thickness of the composite material.

In verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung eine vaskuläre Baugruppe mit einer erhöhten Wärmeübertragung durch einen oder mehrere vaskuläre Kanäle bereit. Die vaskuläre Baugruppe kann ein Gehäuse beinhalten, das zumindest teilweise die Kanäle definiert. Das Gehäuse kann aus einem Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit, wie einem Polymer, geformt sein. Die Kanäle stehen in direkter Fluidverbindung mit einem oder mehreren wärmeleitenden Elementen (z. B., wärmeleitende Vorsprünge oder Stifte, die sich in den Kanal erstrecken, oder eine wärmeleitende Ummantelung, die den Kanal zumindest teilweise umgibt). Die wärmeleitenden Elemente stehen thermisch sowohl mit der Wärmequelle als auch dem Kanal in Kontakt. Daher wird Wärme von der Wärmequelle zu dem Wärmeübertragungsfluid übertragen, das mittels Wärmeleitung durch den Kanal zirkuliert. Die wärmeleitenden Elemente können sich zumindest teilweise in den Kanal erstrecken oder sich zumindest teilweise um einen Umfang des Kanals erstrecken. Wärmeübertragungseigenschaften können optimiert werden, indem beispielsweise eine Querschnittsform des Kanals; eine Form, Größe und/oder Verteilung der Wärmeübertragungselemente; die Wärmeübertragungs-Fluidströmungseigenschaften; und eine Zusammensetzung des Gehäusematerials variiert wird. Die vaskuläre Baugruppe kann zusätzliche Eigenschaften zur Erhöhung der Wärmeübertragung durch den Verbundwerkstoff beinhalten, wie Heatspreader (z. B. wärmeleitende Heatspreader-Platten) und/oder eine leitfähige Verstärkungsphase (z. B. leitfähige Fasern).In various aspects, the present disclosure provides a vascular assembly with increased heat transfer through one or more vascular channels. The vascular assembly can include a housing that at least partially defines the channels. The housing may be molded from a low thermal conductivity material, such as a polymer. The channels are in direct fluid communication with one or more thermally conductive elements (e.g., thermally conductive protrusions or pins that extend into the channel, or a thermally conductive jacket that at least partially surrounds the channel). The heat-conducting elements are thermally in contact with both the heat source and the channel. Therefore, heat is transferred from the heat source to the heat transfer fluid that circulates through the duct by heat conduction. The heat-conducting elements can at least partially extend into the channel or at least partially extend around a circumference of the channel. Heat transfer properties can be optimized by, for example, a cross-sectional shape of the channel; a shape, size and / or distribution of the heat transfer elements; the heat transfer fluid flow properties; and a composition of the housing material is varied. The vascular assembly may include additional properties to increase heat transfer through the composite, such as heat spreaders (e.g., heat-conductive heat spreader plates) and / or a conductive reinforcement phase (e.g., conductive fibers).

Wie vorstehend beschrieben, werden einige Fahrzeugkomponenten häufig hohen Temperaturen ausgesetzt. Die hohen Temperaturen können durch eine externe Wärmequelle erzeugt werden, sodass die Komponente innerhalb einer Hochtemperaturumgebung oder einer internen Wärmequelle angeordnet ist. Die interne Wärmequelle ist zumindest teilweise innerhalb des Verbundbauteils angeordnet. Die interne Wärmequelle kann jede beliebige angetriebene Komponente sein, die Wärme erzeugt. Die interne Wärmequelle kann beispielsweise ein Widerstand, ein Kondensator, ein Induktor, ein Prozessor, ein Motorsteuergerät, ein Hochleistungselektronikmodul (z. B. ein Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT)), eine Motorkomponente, ein Teil einer Motorkomponente, ein Verbrennungsmotor oder ein Teil eines Verbrennungsmotors sein.As described above, some vehicle components are often exposed to high temperatures. The high temperatures can be generated by an external heat source so that the component is located within a high temperature environment or an internal heat source. The internal heat source is at least partially arranged within the composite component. The internal heat source can be any powered component that generates heat. The internal heat source can be, for example, a resistor, a capacitor, an inductor, a processor, an engine control unit, a high-performance electronics module (e.g. a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), a bipolar transistor with insulated gate electrode (IGBT)), a Engine component, part of an engine component, an internal combustion engine or part of an internal combustion engine.

Ein Beispiel einer Fahrzeugkomponente, die Wärme ausgesetzt ist, ist ein Leistungselektronikmodul. Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Leistungselektronikmodul 10 gemäß bestimmten Aspekten der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. In verschiedenen Aspekten kann das Leistungselektronikmodul 10 als „vaskuläres gekapseltes Leistungselektronikmodul“ bezeichnet werden. Das Leistungselektronikmodul 10 beinhaltet ein Gehäuse 12. Das Gehäuse 12 kann einen verstärkten Verbundwerkstoff beinhalten. Eine Wärmequelle, die eine Vielzahl von Widerständen 14 beinhalten kann, ist innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet. Die Widerstände 14 können vollständig innerhalb des Gehäuses 12 eingekapselt sein. Die Widerstände 14 können elektrisch mit einer externen Stromquelle (nicht dargestellt) über die elektrischen Leitungen 15 verbunden sein. Die elektrischen Leitungen 15 können elektrisch mit den Widerständen 14, wie beispielsweise durch Löten, verbunden sein.An example of a vehicle component that is exposed to heat is a power electronics module. With reference to 1 is a power electronics module 10th provided in accordance with certain aspects of the present disclosure. The power electronics module can be used in various aspects 10th be described as a "vascular encapsulated power electronics module". The power electronics module 10th includes a housing 12th . The housing 12th may include a reinforced composite. A heat source that has a variety of resistors 14 may include is inside the case 12th arranged. The resistances 14 can be completely inside the case 12th be encapsulated. The resistances 14 can be electrical with an external power source (not shown) through the electrical leads 15 be connected. The electrical lines 15 can electrically with the resistors 14 , such as by soldering.

Das Gehäuse 12 kann eine Vielzahl von Kanälen 16 definieren. Ein Wärmeübertragungsfluid (nicht dargestellt) kann durch die Kanäle 16 zirkulieren, um Wärme von den Widerständen 14 abzuleiten. Eine externe Pumpe (nicht dargestellt) kann verwendet werden, um das Wärmeübertragungsfluid durch die Kanäle 16 zu zirkulieren. Die Kanäle 16 können fluidisch miteinander verbunden sein. In verschiedenen alternativen Aspekten kann das Gehäuse einen einzelnen Kanal definieren, der eine Serpentinenform (nicht dargestellt) definiert. Wie nachfolgend ausführlicher erörtert, kann der Kanal eine Vielzahl von wärmeleitenden Elementen (nicht dargestellt) beinhalten, um die Wärmeübertragung zwischen einer elektrischen Komponente und einem Wärmeübertragungsfluid in den Kanälen 16 zu erhöhen (siehe z. B., Vorsprünge 100 in 4A-4B, Stifte 126 in 5A-5B und/oder Wicklung 154 in 6A-6B). The housing 12th can have a variety of channels 16 define. A heat transfer fluid (not shown) can pass through the channels 16 circulate to heat from the resistors 14 to derive. An external pump (not shown) can be used to transfer the heat transfer fluid through the channels 16 to circulate. The canals 16 can be fluidly connected. In various alternative aspects, the housing may define a single channel that defines a serpentine shape (not shown). As discussed in more detail below, the channel may include a plurality of heat-conducting elements (not shown) for heat transfer between an electrical component and a heat transfer fluid in the channels 16 to increase (see e.g., projections 100 in 4A-4B , Pencils 126 in 5A-5B and / or winding 154 in 6A-6B) .

Das Leistungselektronikmodul 10 kann ferner erste, zweite und dritte Heatspreader 18, 20, 22 beinhalten, um die Wärmeübertragung weg von den Widerständen 14 zu erleichtern. Die Heatspreader-Platten 18, 20, 22 können aus einem wärmeleitenden Material geformt sein (z. B. Kupfer, Aluminium). Die Widerstände 14 können zwischen der ersten Heatspreader-Platte 18 und der zweiten Heatspreader-Platte 20 angeordnet sein. Die Widerstände 14 können an der ersten und zweiten Heatspreader-Platte 18, 20 durch Klebstoff (nicht dargestellt) befestigt sein, der zwischen einer Außenfläche 24 der Widerstände 14 und der ersten und zweiten Heatspreader-Platte 18, 20 aufgetragen wird. Die Kanäle 16 können zwischen der zweiten Heatspreader-Platte 20 und der dritten Heatspreader-Platte 22 angeordnet sein.The power electronics module 10th can also have first, second and third heat spreaders 18th , 20th , 22 involve to transfer heat away from the resistors 14 to facilitate. The heatspreader plates 18th , 20th , 22 can be formed from a heat-conducting material (e.g. copper, aluminum). The resistances 14 can between the first heat spreader plate 18th and the second heat spreader plate 20th be arranged. The resistances 14 can on the first and second heat spreader plate 18th , 20th attached by adhesive (not shown) between an outer surface 24th of resistance 14 and the first and second heat spreader plates 18th , 20th is applied. The canals 16 can between the second heat spreader plate 20th and the third heat spreader plate 22 be arranged.

Die Kanäle 16 können im Wesentlichen kreisförmige Querschnitte in einer Richtung definieren, die im Wesentlichen senkrecht zu den jeweiligen Längsachsen der Kanäle 16 verläuft. Die im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitte können einen Durchmesser 26 definieren. Die Heatspreader-Platten 18, 20, 22 können jeweils eine Dicke 28 definieren. In einem Beispiel beträgt der Durchmesser 26 etwa 1,8 mm und die Dicke 28 etwa 0,5 mm.The canals 16 can define substantially circular cross sections in a direction that is substantially perpendicular to the respective longitudinal axes of the channels 16 runs. The essentially circular cross sections can have a diameter 26 define. The heatspreader plates 18th , 20th , 22 can each have a thickness 28 define. In one example, the diameter is 26 about 1.8 mm and the thickness 28 about 0.5 mm.

Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Leistungselektronikmodul 40 gemäß bestimmten Aspekten der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Das Leistungselektronikmodul 40 beinhaltet ein Gehäuse 42. Eine Wärmequelle, die eine elektrische Komponente 44 beinhaltet (z. B. eine Leiterplatte) ist innerhalb des Gehäuses 42 angeordnet. Die elektrische Komponente 44 kann vollständig innerhalb des Gehäuses 42 eingekapselt sein. Die elektrische Komponente 44 kann elektrisch mit den elektrischen Leitungen 45 verbunden sein, die sich zumindest teilweise außerhalb des Gehäuses 42 erstrecken. Das Gehäuse 42 kann einen verstärkten Verbundabschnitt 46 beinhalten, der zumindest teilweise ein Abteil 48 definiert, in dem die elektrische Komponente 44 untergebracht ist. Die elektrische Komponente 44 kann innerhalb des Gehäuses 42 in einen flexiblen Polymerabschnitt 50 des Gehäuses 42 eingekapselt sein.With reference to 2nd is a power electronics module 40 provided in accordance with certain aspects of the present disclosure. The power electronics module 40 includes a housing 42 . A heat source that is an electrical component 44 contains (e.g. a printed circuit board) is inside the housing 42 arranged. The electrical component 44 can be completely inside the case 42 be encapsulated. The electrical component 44 can be electrical with the electrical wires 45 be connected, which is at least partially outside the housing 42 extend. The housing 42 can have a reinforced composite section 46 include, the at least partially a compartment 48 defines where the electrical component 44 is housed. The electrical component 44 can be inside the case 42 into a flexible polymer section 50 of the housing 42 be encapsulated.

Das Leistungselektronikmodul 40 kann ferner eine wärmeleitende Komponente 52 beinhalten. Die wärmeleitende Komponente 52 kann eine Struktur 54 und eine Vielzahl von Vorsprüngen 56 beinhalten. Der verstärkte Verbundabschnitt 46 des Gehäuses 42 kann mit der wärmeleitenden Komponente 52 zusammenwirken, um einen Kanal 58 zu definieren, durch den ein Wärmeübertragungsfluid (nicht dargestellt) zirkulierten kann. Die wärmeleitende Komponente 52 weist eine höhere Wärmeleitfähigkeit als der verstärkte Verbundabschnitt 46 des Gehäuses 42 auf und kann daher die Wärmeübertragung zum Wärmeübertragungsfluid im Kanal 58 verbessern. Zusätzlich erhöhen die Vorsprünge 56 den Kontakt zwischen der wärmeleitenden Komponente 52 und dem Wärmeübertragungsfluid, um eine Kühlrate des Gehäuses 42 zu erhöhen und die Leistung des Leistungselektronikmoduls 40 zu verbessern.The power electronics module 40 can also be a thermally conductive component 52 include. The heat-conducting component 52 can be a structure 54 and a variety of tabs 56 include. The reinforced composite section 46 of the housing 42 can with the thermally conductive component 52 work together to create a channel 58 to define through which a heat transfer fluid (not shown) can circulate. The heat-conducting component 52 has a higher thermal conductivity than the reinforced composite section 46 of the housing 42 on and can therefore heat transfer to the heat transfer fluid in the channel 58 improve. In addition, the ledges increase 56 the contact between the heat-conducting component 52 and the heat transfer fluid to a cooling rate of the housing 42 to increase and the performance of the power electronics module 40 to improve.

Unter Bezugnahme auf 3 ist noch ein weiteres Leistungselektronikmodul 70 gemäß bestimmten Aspekten der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Das Leistungselektronikmodul 70 beinhaltet ein Gehäuse 72. Das Gehäuse 72 kann aus einem verstärkten Verbundwerkstoff geformt sein. Eine Wärmequelle, die eine elektrische Komponente 74 sein kann (z. B. eine Leiterplatte), ist zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses 72 angeordnet.With reference to 3rd is yet another power electronics module 70 provided in accordance with certain aspects of the present disclosure. The power electronics module 70 includes a housing 72 . The housing 72 can be molded from a reinforced composite material. A heat source that is an electrical component 74 can be (e.g. a printed circuit board) is at least partially within the housing 72 arranged.

Das Gehäuse 72 definiert Kanäle 76, durch die ein Wärmeübertragungsfluid (nicht dargestellt) zirkulieren kann, um Wärme von der elektrischen Komponente 74 weg zu übertragen. Die Kanäle 76 können sowohl auf einer ersten Seite 78 als auch auf einer zweiten Seite 80 der elektrischen Komponente 74 angeordnet sein. Eine Vielzahl von Stiften 82 kann sich durch die Kanäle 76 erstrecken. Die Stifte 82 können aus einem wärmeleitenden Material hergestellt sein. Jeder Stift 82 beinhaltet ein erstes Ende 84 und ein zweites Ende 86, das gegenüber dem ersten Ende 84 liegt. Die ersten und zweiten Enden 84, 86 können sich jeweils in das Gehäuse 72 auf gegenüberliegenden Seiten des Kanals 76 erstrecken. Die Stifte 82 können die Wärmeleitung zwischen dem Gehäuse 72 und dem Wärmeübertragungsfluid im Kanal 76 erhöhen. In verschiedenen Aspekten kann der verstärkte Verbundwerkstoff wärmeleitende Verstärkungsfasern oder -partikel beinhalten, um die Wärmeübertragung von der elektrischen Komponente 74 durch das Gehäuse 72 zum Wärmeübertragungsfluid im Kanal 76 zu erleichtern.The housing 72 defines channels 76 through which a heat transfer fluid (not shown) can circulate to remove heat from the electrical component 74 to transfer away. The canals 76 can both on a first page 78 as well as on a second page 80 the electrical component 74 be arranged. A variety of pens 82 can spread through the channels 76 extend. The pencils 82 can be made of a thermally conductive material. Every pen 82 involves a first end 84 and a second end 86 that towards the first end 84 lies. The first and second ends 84 , 86 can each be in the housing 72 on opposite sides of the canal 76 extend. The pencils 82 can conduct heat between the case 72 and the heat transfer fluid in the channel 76 increase. In various aspects, the reinforced composite material can include thermally conductive reinforcing fibers or particles to provide the Heat transfer from the electrical component 74 through the housing 72 to the heat transfer fluid in the duct 76 to facilitate.

Vaskuläre BaugruppenVascular assemblies

Wie oben im Zusammenhang mit Leistungselektronikmodulen 10, 40, 70 beschrieben, beinhaltet eine vaskuläre Baugruppe gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung im Allgemeinen ein Gehäuse, das zumindest teilweise einen oder mehrere Kanäle definiert. Das Gehäuse wird einer Wärmequelle ausgesetzt, die innerhalb oder außerhalb der vaskulären Baugruppe liegen kann. Die Kanäle beinhalten ein oder mehrere wärmeleitende Elemente (die auch als „Wärmeübertragungselemente“ oder „Wärmeübertragungsmerkmale“ bezeichnet werden können). Die wärmeleitenden Elemente stehen in Fluidverbindung mit dem Kanal, um die Wärmeübertragung vom Gehäuse zu einem innerhalb des Kanals zirkulierenden Wärmeübertragungsfluid zu erhöhen. Die wärmeleitenden Elemente stehen in thermischer Verbindung mit dem Wärmeübertragungsfluid und der Wärmequelle. Bei einer internen Wärmequelle können Kanäle auf einer einzigen Seite der Wärmequelle (siehe z. B. 1A-2) oder mehreren Seiten der Wärmequelle (siehe z. B. 3) angeordnet sein. Das Leistungselektronikmodul kann ferner einen oder mehrere Heatspreader beinhalten (z. B. Heatspreader-Platten) und/oder eine Vielzahl von leitfähigen Fasern oder Partikeln, um die Leitung durch das Gehäuse zu verbessern.As above in connection with power electronics modules 10th , 40 , 70 , a vascular assembly according to various aspects of the present disclosure generally includes a housing that at least partially defines one or more channels. The housing is exposed to a heat source that can be inside or outside the vascular assembly. The channels contain one or more heat-conducting elements (which can also be referred to as “heat transfer elements” or “heat transfer features”). The heat conductive elements are in fluid communication with the channel to increase heat transfer from the housing to a heat transfer fluid circulating within the channel. The heat-conducting elements are in thermal connection with the heat transfer fluid and the heat source. With an internal heat source, channels can be located on a single side of the heat source (see e.g. 1A-2 ) or several sides of the heat source (see e.g. 3rd ) be arranged. The power electronics module may further include one or more heat spreaders (e.g., heat spreader plates) and / or a plurality of conductive fibers or particles to improve conduction through the housing.

Gehäusecasing

Das Gehäuse kann aus einem Material geformt sein, das eine ausreichende strukturelle Integrität für die jeweilige Anwendung bereitstellt. Geeignete Materialien können Polymere, einschließlich verstärkter Verbundwerkstoffe und Metalle, beinhalten. Ein verstärkter Verbundwerkstoff beinhaltet eine Polymermatrix und eine Vielzahl von Verstärkungsfasern oder -partikeln.The housing can be molded from a material that provides sufficient structural integrity for the particular application. Suitable materials can include polymers, including reinforced composites and metals. A reinforced composite material includes a polymer matrix and a variety of reinforcing fibers or particles.

Ein geeignetes Polymer weist eine Glasübergangstemperatur auf, die größer ist als eine maximale Temperatur, der das Gehäuse im Einsatz ausgesetzt ist. Beispiele für geeignete Polymere beinhalten Duroplast-Harz, thermoplastisches Harz, Elastomer und Kombinationen daraus, ohne darauf beschränkt zu sein. Beispielsweise können Polymere Epoxide, Phenoplast, Vinylester, Bismaleimide, Polyetheretherketon (PEEK), Polyamide, Polyimide und Polyamidimide und Kombinationen daraus beinhalten.A suitable polymer has a glass transition temperature that is greater than a maximum temperature to which the housing is exposed in use. Examples of suitable polymers include, but are not limited to, thermoset resin, thermoplastic resin, elastomer, and combinations thereof. For example, polymers can include epoxies, phenoplast, vinyl esters, bismaleimides, polyether ether ketone (PEEK), polyamides, polyimides, and polyamideimides, and combinations thereof.

In verschiedenen Aspekten kann das Gehäuse das Polymer enthalten aber frei von Verstärkungsfasern oder -partikeln sein. In verschiedenen alternativen Aspekten kann das Gehäuse aus einem verstärkten Verbundwerkstoff mit einem Polymer, wie vorstehend beschrieben, und einer Vielzahl von Verstärkungsfasern oder -partikeln geformt sein. Beispiele für geeignete Verstärkungsfasern sind Glasfasern, Aramidfasern, Polyethylenfasern, organische Fasern, Metallfasern, Keramikfasern, Basaltfasern, Quarzfasern, Graphitfasern, Nanofasern, Borfasern und Kombinationen daraus. In verschiedenen Aspekten sind die Verstärkungsfasern oder -partikel thermisch leitfähig. Beispiele für geeignete Verstärkungspartikel sind Glasperlen, Glasmikroblasen, Calciumcarbonat, Siliciumdioxid, Talkum, Aluminiumoxid und Ton. Wärmeleitende Fasern und Partikel können beispielsweise Kohlenstoff (z. B. Kohlenstofffasern), Bornitrid, Aluminium, Aluminiumoxid, Kohlenstoff-Nanoröhren, Graphen, Kieselsäure, Aluminiumnitrid, Magnesiumoxid enthalten. Die Verstärkungsfasern können Endlosfasern und/oder diskontinuierliche Fasern sein.In various aspects, the housing can contain the polymer but be free of reinforcing fibers or particles. In various alternative aspects, the housing may be formed from a reinforced composite with a polymer as described above and a plurality of reinforcing fibers or particles. Examples of suitable reinforcing fibers are glass fibers, aramid fibers, polyethylene fibers, organic fibers, metal fibers, ceramic fibers, basalt fibers, quartz fibers, graphite fibers, nanofibers, boron fibers and combinations thereof. In various aspects, the reinforcing fibers or particles are thermally conductive. Examples of suitable reinforcing particles are glass beads, glass microbubbles, calcium carbonate, silicon dioxide, talc, aluminum oxide and clay. Heat-conducting fibers and particles can contain, for example, carbon (e.g. carbon fibers), boron nitride, aluminum, aluminum oxide, carbon nanotubes, graphene, silica, aluminum nitride, magnesium oxide. The reinforcing fibers can be continuous fibers and / or discontinuous fibers.

Geeignete Metalle beinhalten Aluminium, Kupfer, Edelstahl, Stahl, Magnesium, vergoldete Materialien, chrombeschichtete Materialien, Nickel, Titan, Wolfram, Zinn, Zink und Legierungen daraus. Das Gehäuse kann vollständig aus Polymer, verstärktem Verbundwerkstoff oder Metall geformt sein. In verschiedenen Aspekten kann das Gehäuse aus einer Kombination aus Polymer, verstärktem Verbundwerkstoff und Metall geformt sein. So kann beispielsweise das Gehäuse aus einer Kombination aus einem oder mehreren Polymerabschnitten, einem oder mehreren verstärkten Verbundteilen und/oder einem oder mehreren Metallabschnitten geformt sein (siehe z. B. Leistungselektronikmodul 40 in 2, das den verstärkenden Verbundwerkstoffabschnitt 46 und den flexiblen Polymerabschnitt 50 beinhaltet).Suitable metals include aluminum, copper, stainless steel, steel, magnesium, gold-plated materials, chrome-plated materials, nickel, titanium, tungsten, tin, zinc and alloys thereof. The housing can be molded entirely from polymer, reinforced composite, or metal. In various aspects, the housing can be formed from a combination of polymer, reinforced composite, and metal. For example, the housing can be formed from a combination of one or more polymer sections, one or more reinforced composite parts and / or one or more metal sections (see, for example, power electronics module 40 in 2nd which is the reinforcing composite section 46 and the flexible polymer section 50 includes).

WärmeübertragungsfluidHeat transfer fluid

Das Wärmeübertragungsfluid kann durch Kanäle zirkulieren, die zumindest teilweise durch das Gehäuse definiert sind, um Wärme von der Wärmequelle weg und in bestimmten Aspekten aus dem Gehäuse weg zu leiten. Beispiele für geeignete Wärmeübertragungsfluide beinhalten, sind aber nicht beschränkt darauf, Luft, Wasser, Öl, Ethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin, Methanol und Kombinationen daraus.The heat transfer fluid may circulate through channels at least partially defined by the housing to conduct heat away from the heat source and in certain aspects out of the housing. Examples of suitable heat transfer fluids include, but are not limited to, air, water, oil, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, methanol, and combinations thereof.

Wärmeleitende Elemente und Heatspreader Thermally conductive elements and heat spreaders

Wie vorstehend beschrieben, beinhaltet die vaskuläre Baugruppe ein oder mehrere wärmeleitende Elemente in Fluidverbindung mit dem Kanal und optional einen oder mehrere Heatspreader. Die wärmeleitenden Elemente und Heatspreader können unterschiedliche Komponenten sein; die wärmeleitenden Elemente können an den Heatspreadern montiert sein; oder die wärmeleitenden Elemente können fest in die Heatspreader integriert sein. Die wärmeleitenden Elemente und die Heatspreader können aus dem gleichen Material oder aus verschiedenen Materialien geformt sein. Heatspreader können plattenförmig sein oder andere Geometrien definieren.As described above, the vascular assembly includes one or more thermally conductive elements in fluid communication with the channel and optionally one or more heat spreaders. The heat-conducting elements and heat spreaders can be different components; the heat-conducting elements can be mounted on the heat spreaders; or the heat-conducting elements can be firmly integrated into the heat spreader. The heat-conducting elements and the heat spreaders can be formed from the same material or from different materials. Heat spreaders can be plate-shaped or define other geometries.

Die wärmeleitenden Komponenten sind aus wärmeleitenden Materialien geformt. Wärmeleitende Materialien beinhalten Kupfer, Aluminium, Edelstahl, Stahl, Magnesium, vergoldete Materialien, chrombeschichtete Materialien, Nickel, Titan, Wolfram, Zinn, Zink und Legierungen daraus; Keramik; Verbundwerkstoffe einschließlich eines oder mehrerer Polymere und wärmeleitende Partikel oder Fasern darin; und Kombinationen daraus. In verschiedenen Aspekten beinhaltet das wärmeleitende Material Aluminium, Kupfer oder eine Kombination daraus. Die wärmeleitenden Elemente können aus einem einzelnen wärmeleitenden Material oder einer Kombination aus wärmeleitenden Materialien geformt sein. In einem Beispiel ist jedes der wärmeleitenden Elemente aus Kupfer geformt. In einem anderen Beispiel beinhaltet ein erster Abschnitt der wärmeleitenden Elemente Kupfer und ein zweiter Abschnitt der wärmeleitenden Elemente beinhaltet Aluminium. In noch einem weiteren Beispiel beinhaltet jedes wärmeleitende Element einen Kupferabschnitt und einen Aluminiumabschnitt. Die Heatspreader können aus demselben Material oder unterschiedlichen Materialien geformt sein. In einem Beispiel beinhaltet die vaskuläre Baugruppe drei Heatspreader, die jeweils aus Aluminium geformt sind. In einem anderen Beispiel beinhaltet die vaskuläre Baugruppe einen Kupfer-Heatspreader und einen Aluminium-Heatspreader.The thermally conductive components are formed from thermally conductive materials. Thermally conductive materials include copper, aluminum, stainless steel, steel, magnesium, gold-plated materials, chrome-plated materials, nickel, titanium, tungsten, tin, zinc and alloys thereof; Ceramics; Composites including one or more polymers and thermally conductive particles or fibers therein; and combinations thereof. In various aspects, the thermally conductive material includes aluminum, copper, or a combination thereof. The thermally conductive elements can be formed from a single thermally conductive material or a combination of thermally conductive materials. In one example, each of the heat-conducting elements is formed from copper. In another example, a first portion of the thermally conductive elements includes copper and a second portion of the thermally conductive elements includes aluminum. In yet another example, each thermally conductive element includes a copper section and an aluminum section. The heat spreaders can be formed from the same material or different materials. In one example, the vascular assembly includes three heat spreaders, each molded from aluminum. In another example, the vascular assembly includes a copper heat spreader and an aluminum heat spreader.

Das wärmeleitende Material weist eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf als das Material des Gehäuses (z. B. Polymer). Ein Wärmeleitfähigkeitsverhältnis eines wärmeleitenden Materials (z. B. des wärmeleitenden Elements) zu einem Gehäusematerial kann größer oder gleich etwa 10, optional größer oder gleich etwa 25, optional größer oder gleich etwa 50, optional größer oder gleich etwa 40, optional größer oder gleich etwa 100, optional größer oder gleich etwa 250, optional größer oder gleich etwa 500 und optional größer oder gleich etwa 1000 sein. In einem Beispiel ist das Gehäuse aus einem Material geformt, das eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 0,2 W/m·K aufweist und die wärmeleitenden Elemente sind aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von etwa 2 W/m·K geformt. In einem anderen Beispiel ist das Gehäuse aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von etwa 0,2 W/m·K geformt, und die wärmeleitenden Elemente sind aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von etwa 200 W/m·K geformt. In verschiedenen Aspekten können die leitfähigen Elemente aus einem Material mit einer Leitfähigkeit größer oder gleich etwa 8 W/m·K geformt sein, optional größer als oder gleich etwa 10 W/m·K, optional größer oder gleich etwa 20 W/m·K, optional größer oder gleich etwa 50 W/m·K, optional größer oder gleich etwa 100 W/m·K, optional größer oder gleich etwa 150 W/m·K und optional größer oder gleich etwa 250 W/m·K geformt sein.The heat-conducting material has a higher thermal conductivity than the material of the housing (e.g. polymer). A thermal conductivity ratio of a thermally conductive material (e.g. the thermally conductive element) to a housing material can be greater than or equal to 10th , optionally larger or equal to approximately 25th , optionally larger or equal to approximately 50 , optionally larger or equal to approximately 40 , optionally larger or equal to approximately 100 , optionally larger or equal to approximately 250 , optionally larger or equal to approximately 500 and optionally larger or equal to about 1000 be. In one example, the housing is molded from a material that has a thermal conductivity of about 0.2 W / m · K and the heat conductive elements are molded from a material with a thermal conductivity of about 2 W / m · K. In another example, the housing is molded from a material with a thermal conductivity of approximately 0.2 W / m · K, and the heat-conducting elements are molded from a material with a thermal conductivity of approximately 200 W / m · K. In various aspects, the conductive elements may be formed from a material having a conductivity greater than or equal to about 8 W / m · K, optionally greater than or equal to about 10 W / m · K, optionally greater than or equal to about 20 W / m · K , optionally greater than or equal to about 50 W / m · K, optionally greater than or equal to about 100 W / m · K, optionally greater than or equal to about 150 W / m · K and optionally greater than or equal to about 250 W / m · K .

Konfiguration des Kanals und wärmeleitender ElementeConfiguration of the channel and heat-conducting elements

Die wärmeleitenden Elemente können eine beliebige Geometrie aufweisen, die eine Fluidverbindung zwischen dem Wärmeübertragungsfluid im Kanal und der Wärmequelle ermöglicht. Die wärmeleitenden Elemente können in direkter Fluidverbindung mit dem Kanal stehen. In verschiedenen Aspekten kann sich das wärmeleitende Element in den Kanal erstrecken. In verschiedenen Aspekten kann das wärmeleitende Element zumindest teilweise den Kanal umgeben und definieren. So kann beispielsweise das wärmeleitende Element eine Vielzahl von Vorsprüngen (4A-4B), eine Vielzahl von Stiften (5A-5B) und/oder eine Ummantelung beinhalten (z. B. eine Wicklung, einen umflochtenen Schlauch, einen gewebten Schlauch, gewirkten Schlauch, einen umhäkelten Schlauch oder dergleichen) ( 6A-6B).The heat-conducting elements can have any geometry that enables a fluid connection between the heat transfer fluid in the channel and the heat source. The heat-conducting elements can be in direct fluid communication with the channel. In various aspects, the thermally conductive element can extend into the channel. In various aspects, the heat-conducting element can at least partially surround and define the channel. For example, the heat-conducting element can have a plurality of projections ( 4A-4B) , a variety of pens ( 5A-5B) and / or include a sheath (e.g., a wrap, a braided tube, a woven tube, a knitted tube, a crocheted tube, or the like) ( 6A-6B) .

Die wärmeleitenden Elemente können entlang mindestens eines Abschnitts einer Länge des Kanals verteilt sein. In einem Beispiel sind die wärmeleitenden Elemente entlang einer gesamten Länge des Kanals verteilt. In einem anderen Beispiel sind die wärmeleitenden Elemente nur innerhalb des Kanals in einem Bereich nahe der Wärmequelle vorhanden. In verschiedenen Aspekten können die wärmeleitenden Elemente gleichmäßig über die Länge des Kanals beabstandet sein. In verschiedenen alternativen Aspekten können die wärmeleitenden Elemente ungleichmäßig innerhalb des Kanals verteilt sein. So kann beispielsweise ein erster Abschnitt von wärmeleitenden Elementen nahe der Wärmequelle angeordnet sein, und ein zweiter Teil von wärmeleitenden Elementen kann weiter von der Wärmequelle beabstandet sein.The heat-conducting elements can be distributed along at least a section of a length of the channel. In one example, the heat-conducting elements are distributed along an entire length of the channel. In another example, the heat-conducting elements are only present within the channel in an area close to the heat source. In various aspects, the heat-conducting elements can be evenly spaced along the length of the channel. In various alternative aspects, the heat-conducting elements can be distributed unevenly within the channel. For example, a first portion of thermally conductive elements may be located near the heat source and a second portion of thermally conductive elements may be spaced further from the heat source.

Der Kanal definiert ein Gesamtvolumen ohne das wärmeleitende Element. Die wärmeleitenden Elemente belegen ein Elementvolumen innerhalb des Kanals. Ein offenes Volumen des Kanals ist ein Prozentsatz des Gesamtvolumens, das von den wärmeleitenden Elementen eingenommen wird. Das offene Volumen kann größer sein oder gleich etwa 40 %, optional größer als oder gleich etwa 45 %, optional größer als oder gleich etwa 50 %, optional größer als oder gleich etwa 55 % und optional größer als oder gleich etwa 60 %. The channel defines a total volume without the thermally conductive element. The thermally conductive elements occupy an element volume within the channel. An open volume of the channel is a percentage of the total volume that is taken up by the heat-conducting elements. The open volume may be greater than or equal to about 40%, optionally greater than or equal to about 45%, optionally greater than or equal to about 50%, optionally greater than or equal to about 55% and optionally greater than or equal to about 60%.

Vorsprünge (FIG. 4A-4B)Projections (FIG. 4A-4B)

Unter Bezugnahme auf 4A-4B ist eine Teil einer vaskulären Baugruppe 90 gemäß bestimmten Aspekten der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Die vaskuläre Baugruppe beinhaltet ein Gehäuse 92 und eine wärmeleitende Komponente 94. Das Gehäuse 92 und die wärmeleitende Komponente 94 wirken zusammen, um zumindest teilweise einen Kanal 96 zu definieren, durch den ein Wärmeübertragungsfluid (nicht dargestellt) zirkulieren kann. Der Kanal 96 definiert eine Längsachse 97.With reference to 4A-4B is part of a vascular assembly 90 provided in accordance with certain aspects of the present disclosure. The vascular assembly includes a housing 92 and a thermally conductive component 94 . The housing 92 and the thermally conductive component 94 work together to at least partially create a channel 96 to define through which a heat transfer fluid (not shown) can circulate. The channel 96 defines a longitudinal axis 97 .

Die wärmeleitende Komponente 94 beinhaltet eine Struktur 98 und eine Vielzahl von Vorsprüngen 100. In verschiedenen Aspekten kann die Struktur 98 als „Wärmeübertragungsplatte“ bezeichnet werden. Die Vielzahl der Vorsprünge 100 sind wärmeleitende Elemente. In verschiedenen Aspekten können die Vorsprünge 100 auch als „Nasen“ oder „Spitzen“ bezeichnet werden. In einem Beispiel kann ein handelsübliches GRIP-Metall™ als wärmeleitende Komponente verwendet wird.The heat-conducting component 94 involves a structure 98 and a variety of tabs 100 . In various aspects, the structure 98 be referred to as a "heat transfer plate". The multitude of tabs 100 are heat-conducting elements. The tabs can be in different aspects 100 also referred to as "noses" or "tips". In one example, a commercially available GRIP-Metall ™ can be used as the heat-conducting component.

Die Vorsprünge 100 erstrecken sich von einer Oberfläche 102 der Struktur 98 in den Kanal 96. Die Oberfläche 102 kann planar oder nicht planar sein. In verschiedenen Aspekten sind die Vorsprünge 100 in Bezug auf eine Breite 104 des Kanals 96 zentriert. Wenn somit der Querschnitt des Kanals 96 senkrecht zur Längsachse 97 eine im Wesentlichen kreisförmige Form definiert, können sich die Vorsprünge 100 entlang mindestens eines Teils eines Durchmessers 106 des Kanals 96 erstrecken. In verschiedenen alternativen Aspekten können sich die Vorsprünge 100 über einen Nicht-Durchmesser-Sehnenabschnitt der Querschnittsform erstrecken.The tabs 100 extend from a surface 102 the structure 98 in the channel 96 . The surface 102 can be planar or non-planar. The tabs are in different aspects 100 in terms of width 104 of the channel 96 centered. So if the cross section of the channel 96 perpendicular to the longitudinal axis 97 Defining a substantially circular shape, the projections can become 100 along at least part of a diameter 106 of the channel 96 extend. In different alternative aspects, the tabs can differ 100 extend over a non-diameter chord portion of the cross-sectional shape.

Die Vorsprünge 100 können in Umfangsrichtung aneinander ausgerichtet sein. In alternativen Aspekten können die Vorsprünge 100 jedoch um mindestens einen Teil eines Umfangs des Kanals 96 (nicht dargestellt) verteilt sein. Ferner kann der Kanal 96 mehr als einen Vorsprung 100 an einer einzelnen Stelle entlang der Längsachse 97 (nicht dargestellt) beinhalten. So kann beispielsweise ein Paar von Vorsprüngen entlang des Durchmessers 106 des Kanals 96 zueinander verlaufen.The tabs 100 can be aligned with each other in the circumferential direction. In alternative aspects, the protrusions 100 however, by at least part of a circumference of the channel 96 (not shown) to be distributed. Furthermore, the channel 96 more than a head start 100 at a single point along the longitudinal axis 97 (not shown) include. For example, a pair of protrusions along the diameter 106 of the channel 96 to each other.

Der Kanal 96 definiert eine Abmessung, wie beispielsweise den Durchmesser 106, im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 97. Die Vorsprünge 100 definieren eine Höhe 108 im Wesentlichen parallel zum Durchmesser 106. In verschiedenen Aspekten kann ein Verhältnis zwischen Durchmesser 106 und Höhe 108 größer als oder gleich etwa 0,1 und kleiner als oder gleich etwa 1 sein, optional größer als oder gleich etwa 0,2 und kleiner als oder gleich etwa 0,9, optional größer als oder gleich etwa 0,3 und kleiner als oder gleich etwa 0,8, optional größer als oder gleich etwa 0,4 und kleiner als oder gleich etwa 0,7 und optional größer als oder gleich etwa 0,5 und kleiner als oder gleich etwa 0,6.The channel 96 defines a dimension, such as the diameter 106 , essentially perpendicular to the longitudinal axis 97 . The tabs 100 define a height 108 essentially parallel to the diameter 106 . In various aspects there can be a relationship between diameters 106 and height 108 greater than or equal to about 0.1 and less than or equal to about 1, optionally greater than or equal to about 0.2 and less than or equal to about 0.9, optionally greater than or equal to about 0.3 and less than or equal to about 0.8, optionally greater than or equal to about 0.4 and less than or equal to about 0.7 and optionally greater than or equal to about 0.5 and less than or equal to about 0.6.

Stifte (FIG. 5A-5B)Pins (FIG. 5A-5B)

Unter Bezugnahme auf 5A-5B ist eine weitere vaskuläre Baugruppe 120 gemäß bestimmten Aspekten der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Die vaskuläre Baugruppe 120 beinhaltet ein Gehäuse 122, das einen Kanal 124 definiert, durch den ein Wärmeübertragungsfluid (nicht dargestellt) zirkulieren kann. Die vaskuläre Baugruppe 120 umfasst ferner eine Vielzahl von Stiften 126. Die Stifte 126 sind wärmeleitende Elemente und werden aus einem wärmeleitenden Material, wie vorstehend beschrieben, geformt. Jeder Stift 126 beinhaltet ein erstes Ende 128 und ein zweites Ende 130, das gegenüber dem ersten Ende 128 liegt. Das erste und das zweite Ende 128, 130 sind in das Gehäuse 122 eingebettet. Somit ist jeder Stift 126 an zwei Stellen mit dem Gehäuse 122 verbunden. In verschiedenen Aspekten kann, wenn der Stift 126 wie dargestellt an zwei Stellen mit dem Gehäuse 122 gekoppelt ist, dies als „Säule“ bezeichnet werden. In verschiedenen alternativen Aspekten können Stifte an einer einzigen Stelle mit dem Gehäuse gekoppelt sein und sich zumindest teilweise über den Kanal 124 erstrecken (z. B. entlang mindestens eines Teils eines Durchmessers des Kanals 124) (nicht dargestellt).With reference to 5A-5B is another vascular assembly 120 provided in accordance with certain aspects of the present disclosure. The vascular assembly 120 includes a housing 122 that a channel 124 defined through which a heat transfer fluid (not shown) can circulate. The vascular assembly 120 also includes a variety of pens 126 . The pencils 126 are thermally conductive elements and are formed from a thermally conductive material as described above. Every pen 126 involves a first end 128 and a second end 130 that towards the first end 128 lies. The first and the second end 128 , 130 are in the housing 122 embedded. So every pen is 126 in two places with the case 122 connected. In various aspects, when the pen 126 as shown in two places with the case 122 coupled, this is referred to as a "pillar". In various alternative aspects, pins can be coupled to the housing in a single location and at least partially across the channel 124 extend (e.g., along at least a portion of a diameter of the channel 124 ) (not shown).

Der Kanal 124 kann eine Längsachse 132 entlang einer Länge des Kanals 124 definieren. Der Kanal 124 kann eine Abmessung, wie einen Durchmesser 134 im Fall eines Kanals definieren, der einen kreisförmigen Querschnitt senkrecht zur Längsachse 132 definiert. Die Stifte 126 können sich entlang des Durchmessers 134 erstrecken. In alternativen Ausführungsformen können sich die Säulen 126 entlang von Sehnen erstrecken, die keine Durchmesser sind.The channel 124 can be a longitudinal axis 132 along a length of the canal 124 define. The channel 124 can be a dimension, such as a diameter 134 In the case of a channel, define a circular cross section perpendicular to the longitudinal axis 132 Are defined. The pencils 126 can spread out along the diameter 134 extend. In alternative embodiments, the pillars can be 126 extend along tendons that are not diameters.

Die ersten Enden 128 der Stifte 126 sind entlang der Längsachse 132 aneinander ausgerichtet, sodass sie im Wesentlichen jeweils am gleichen Umfangsort angeordnet sind. Die zweiten Enden 130 der Stifte 126 sind entlang der Längsachse 132 aneinander ausgerichtet, sodass sie im Wesentlichen jeweils am gleichen Umfangsort angeordnet sind. In alternativen Aspekten können die Stifte 126 an verschiedenen Umfangspositionen angeordnet sein. So kann beispielsweise ein erster Stift um die Längsachse 132 in Bezug auf einen zweiten Stift gedreht sein (nicht dargestellt).The first ends 128 of the pens 126 are along the longitudinal axis 132 aligned with each other, so that they are arranged essentially at the same circumferential location. The second ends 130 of the pens 126 are along the longitudinal axis 132 aligned with each other, so that they are arranged essentially at the same circumferential location. In alternative aspects, the pens 126 be arranged at different circumferential positions. For example, a first pin about the longitudinal axis 132 be rotated with respect to a second pin (not shown).

Jeder Stift 126 kann eine Höhe 136 definieren. Die Stifte 126 können die gleiche Höhe oder unterschiedliche Höhen aufweisen. In verschiedenen Aspekten kann ein Verhältnis zwischen Durchmesser 134 und Höhe 136 größer als etwa 1 und kleiner als oder gleich etwa 10 sein, optional größer als etwa 1,5 und kleiner als oder gleich etwa 8, optional größer als etwa 2 und kleiner als oder gleich etwa 6 und größer als oder gleich etwa 3 und kleiner als oder gleich etwa 4.Every pen 126 can be a height 136 define. The pencils 126 can have the same height or different heights. In various aspects there can be a relationship between diameters 134 and height 136 bigger than about 1 and less than or equal to 10th optionally be greater than about 1.5 and less than or equal to about 8th , optionally greater than about 2 and less than or equal to about 6 and greater than or equal to approximately 3rd and less than or equal to 4th .

Ummantelung (FIG. 6A-6B)Jacket (FIG. 6A-6B)

Unter Bezugnahme auf 6A-6B ist noch eine weitere vaskuläre Baugruppe 150 gemäß bestimmten Aspekten der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Die vaskuläre Baugruppe 150 beinhaltet ein Gehäuse 152. Die vaskuläre Baugruppe 150 beinhaltet ferner eine Hülle oder eine Ummantelung, die eine Wicklung 154 sein kann (siehe auch 25B-25E). Die Wicklung 154 ist ein wärmeleitendes Element, das, wie vorstehend beschrieben, aus einem wärmeleitenden Material geformt ist. In verschiedenen alternativen Aspekten kann die Ummantelung einen umflochteten, gewirkten, umhäkelten oder gewebten Schlauch beinhalten. In verschiedenen alternativen Aspekten kann die Ummantelung eine Vielzahl von umlaufenden Ringen beinhalten. In verschiedenen alternativen Aspekten kann die Ummantelung extrudiert, gegossen oder auf den Schlauch gesprüht sein.With reference to 6A-6B is yet another vascular assembly 150 provided in accordance with certain aspects of the present disclosure. The vascular assembly 150 includes a housing 152 . The vascular assembly 150 also includes a sheath or sheath that has a winding 154 can be (see also 25B-25E) . The winding 154 is a thermally conductive member formed from a thermally conductive material as described above. In various alternative aspects, the sheath may include a braided, knitted, crocheted, or woven tube. In various alternative aspects, the sheath can include a plurality of circumferential rings. In various alternative aspects, the sheath can be extruded, cast, or sprayed onto the hose.

Die Wicklung 154 und das Gehäuse 152 wirken zusammen, um zumindest teilweise einen Kanal 156 zu definieren, durch den ein Wärmeübertragungsfluid zirkulieren kann. Der Kanal definiert eine Längsachse 160. Die Wicklung 154 umschließt mindestens einen Teil eines Umfangs 158 des Kanals 156, um einen Teil einer Oberfläche 162 des Kanals 156 zu bilden. In verschiedenen alternativen Aspekten kann sich die Wicklung 154 zumindest teilweise in den Kanal 156 zur Längsachse 160 erstrecken. Somit kann die Wicklung 154 „Rippen“ (nicht dargestellt) definieren. Jede der vorstehend beschriebenen Ummantelungen kann sich zumindest teilweise in den Kanal 156 erstrecken, um Rippen, Riffelungen und/oder Textur zu definieren.The winding 154 and the housing 152 work together to at least partially create a channel 156 to define through which a heat transfer fluid can circulate. The channel defines a longitudinal axis 160 . The winding 154 encloses at least part of a circumference 158 of the channel 156 to be part of a surface 162 of the channel 156 to build. In various alternative aspects, the winding can 154 at least partially in the canal 156 to the longitudinal axis 160 extend. Thus the winding 154 Define “ribs” (not shown). Each of the sheathing described above can at least partially in the channel 156 extend to define ribs, corrugations and / or texture.

Thermisch leitfähige Elementgeometrien (FIG. 7-14)Thermally conductive element geometries (FIG. 7-14)

Wärmeleitende Elemente gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung können eine Vielzahl unterschiedlicher Geometrien definieren. Insbesondere können wärmeleitende Elemente eine Vielzahl von Formen, Größen und Verteilung definieren, um die Rate der Wärmeübertragung und Fluidströmungseigenschaften zu optimieren. Im Allgemeinen führt die Vergrößerung eines Oberflächenbereichs der wärmeleitenden Elemente zu einer erhöhten Wärmeübertragungsrate zwischen dem wärmeleitenden Element und einem Wärmeübertragungsfluid, das durch einen Kanal fließt. Das Vergrößern einer Rauheit der Oberfläche des gesamten wärmeleitenden Elements kann eine turbulente Strömung des Wärmeübertragungsfluids erleichtern. Turbulente Strömung des Wärmeübertragungsfluids kann zu einer Vergrößerung der Wärmeübertragungsrate zwischen den wärmeleitenden Elementen und dem Wärmeübertragungsfluid führen.Thermally conductive elements according to various aspects of the present disclosure can define a variety of different geometries. In particular, heat-conducting elements can define a variety of shapes, sizes, and distributions to optimize the rate of heat transfer and fluid flow properties. In general, increasing a surface area of the thermally conductive elements results in an increased rate of heat transfer between the thermally conductive element and a heat transfer fluid flowing through a channel. Increasing the roughness of the surface of the entire heat-conducting element can facilitate turbulent flow of the heat transfer fluid. Turbulent flow of the heat transfer fluid can lead to an increase in the heat transfer rate between the heat-conducting elements and the heat transfer fluid.

Unter Bezugnahme auf 7 beinhaltet ein wärmeleitendes Element einen Vorsprung 180, der eine im Wesentlichen zylindrische Form definiert. Somit weist der Vorsprung 180 entlang seiner Länge einen im Wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser auf. Der Vorsprung 180 erstreckt sich von einer Struktur 182 einer wärmeleitenden Komponente 184 in einen Kanal 186. Die Struktur 182 und ein Gehäuse 188 wirken zusammen, um zumindest teilweise den Kanal 186 zu definieren.With reference to 7 a heat-conducting element includes a protrusion 180 which defines a substantially cylindrical shape. Thus the lead 180 has a substantially uniform diameter along its length. The lead 180 extends from a structure 182 a thermally conductive component 184 into a channel 186 . The structure 182 and a housing 188 work together to at least partially the channel 186 define.

Unter Bezugnahme auf 8 beinhaltet ein wärmeleitendes Element einen Vorsprung 200, der im Wesentlichen eine Sägezahnform definiert. Der Vorsprung 200 erstreckt sich von einer Struktur 202 einer wärmeleitenden Komponente 204 in einen Kanal 206. Die Struktur 202 und ein Gehäuse 208 wirken zusammen, um zumindest teilweise den Kanal 206 zu definieren. Der Vorsprung kann ein spitzes distales Ende 210 beinhalten.With reference to 8th a heat-conducting element includes a protrusion 200 which essentially defines a sawtooth shape. The lead 200 extends from a structure 202 a thermally conductive component 204 into a channel 206 . The structure 202 and a housing 208 work together to at least partially the channel 206 define. The protrusion can have a pointed distal end 210 include.

Unter Bezugnahme auf 9 beinhaltet ein wärmeleitendes Element eine Vielzahl von Vorsprüngen 220, die Kegel definieren. Die Vorsprünge 220 erstrecken sich von einer Struktur 222 einer wärmeleitenden Komponente 224 in einen Kanal 226. Die Struktur 222 und ein Gehäuse 228 wirken zusammen, um zumindest teilweise den Kanal 226 zu definieren. Ein erster Abschnitt 230 der Vorsprünge 220 definiert eine erste Höhe 232. Ein zweiter Abschnitt 234 der Vorsprünge definiert eine zweite Höhe 236. Die zweite Höhe 236 ist größer als die erste Höhe 232. Somit muss eine Vielzahl von wärmeleitenden Elementen gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung keine gleichmäßigen Abmessungen definieren. With reference to 9 a thermally conductive element includes a plurality of protrusions 220 that define cones. The tabs 220 extend from a structure 222 a thermally conductive component 224 into a channel 226 . The structure 222 and a housing 228 work together to at least partially the channel 226 define. A first section 230 the ledges 220 defines a first height 232 . A second section 234 the protrusions define a second height 236 . The second height 236 is greater than the first height 232 . Thus, a variety of heat-conducting elements need not define uniform dimensions in accordance with various aspects of the present disclosure.

Unter Bezugnahme auf 10 beinhaltet ein wärmeleitendes Element einen Vorsprung, der einen Haken 250 definiert. Der Haken 250 erstreckt sich von einer Struktur 252 einer wärmeleitenden Komponente 254 in einen Kanal 256. Die Struktur 252 wirkt mit einem Gehäuse 258 zusammen, um den Kanal 256 zu definieren. Der Haken 250 beinhaltet ein distales Ende 260, das sich auf sich selbst zurück zur Struktur 252 hin krümmt.With reference to 10th a heat-conducting element includes a protrusion that has a hook 250 Are defined. The hook 250 extends from a structure 252 a thermally conductive component 254 into a channel 256 . The structure 252 works with a housing 258 together to the channel 256 define. The hook 250 includes a distal end 260 that goes back to structure on itself 252 bends down.

Unter Bezugnahme auf 11 wird ein wärmeleitendes Element gemäß bestimmten Aspekten der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Das wärmeleitende Element beinhaltet einen Vorsprung, der einen Bogen 270 definiert. Der Bogen 270 erstreckt sich von einer Struktur 272 einer wärmeleitenden Komponente 274 in einen Kanal 276. Die Struktur 272 wirkt mit einem Gehäuse 278 zusammen, um den Kanal 276 zu definieren. Der Bogen 270 erstreckt sich zwischen dem ersten Ende 282 und dem zweiten Ende 284. Der Bogen 270 definiert einen gewölbten Teil 286, der zwischen dem ersten Ende 282 und dem zweiten Ende 284 angeordnet ist. Der Bogen 270 definiert einen Durchgang 288, durch den das Wärmeübertragungsfluid strömen kann.With reference to 11 provides a heat-conducting element in accordance with certain aspects of the present disclosure. The heat-conducting element includes a protrusion that has an arc 270 Are defined. The arc 270 extends from a structure 272 a thermally conductive component 274 into a channel 276 . The structure 272 works with a housing 278 together to the channel 276 define. The arc 270 extends between the first end 282 and the second end 284 . The arc 270 defines a curved part 286 that between the first end 282 and the second end 284 is arranged. The arc 270 defines a pass 288 through which the heat transfer fluid can flow.

Unter Bezugnahme auf 12 wird eine Vielzahl wärmeleitender Elemente gemäß bestimmten Aspekten der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die Vielzahl wärmeleitender Elemente beinhaltet eine Vielzahl von ungleichmäßigen Vorsprüngen 300. Die Vorsprünge 300 erstrecken sich von einer Struktur 302 einer wärmeleitenden Komponente 304 in einen Kanal 306. Die Struktur 302 wirkt mit einem Gehäuse 308 zusammen, um zumindest teilweise den Kanal 306 zu definieren.With reference to 12th a variety of heat-conducting elements are provided in accordance with certain aspects of the present disclosure. The variety of thermally conductive elements includes a variety of uneven protrusions 300 . The tabs 300 extend from a structure 302 a thermally conductive component 304 into a channel 306 . The structure 302 works with a housing 308 together to at least partially the channel 306 define.

Unter Bezugnahme auf 13 beinhaltet ein wärmeleitendes Element gemäß bestimmten Aspekten der vorliegenden Offenbarung eine Säule oder einen Stift 320. Die Säule 320 beinhaltet ein erstes Ende 322 und ein zweites Ende 324, das dem ersten Ende 322 gegenüberliegt. Der Stift 320 erstreckt sich durch einen Kanal 326, der durch ein Gehäuse 328 definiert ist. Das erste Ende 322 und das zweite Ende 324 des Stifts 320 erstrecken sich jeweils in das Gehäuse 328. Der Stift 320 definiert eine im Wesentlichen zylindrische Form. Daher weist der Stift 320 einen im Wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser auf.With reference to 13 includes a thermally conductive element in accordance with certain aspects of the present disclosure a pillar or a pin 320 . The pillar 320 involves a first end 322 and a second end 324 that the first end 322 opposite. The pencil 320 extends through a channel 326 by a housing 328 is defined. The first end 322 and the second end 324 of the pen 320 each extend into the housing 328 . The pencil 320 defines an essentially cylindrical shape. Therefore the pen points 320 have a substantially uniform diameter.

Unter Bezugnahme auf 14 beinhaltet ein wärmeleitendes Element gemäß bestimmten Aspekten der vorliegenden Offenbarung die Säule oder den Stift 340. Eine Außenfläche 342 der Säule 340 definiert eine Nut 344. Die Nut 344 kann eine umlaufende Nut sein. Das Vorhandensein der Nut 344 kann einen Oberflächenbereich des Stifts 340 erhöhen, der mit einem Wärmeübertragungsfluid in Kontakt steht und die Wärmeübertragung zwischen dem wärmeleitenden Element und dem Wärmeübertragungsfluid verbessert. Der Stift 340 erstreckt sich durch Kanal 346, der durch Gehäuse 348 definiert ist. Noch genauer erstrecken sich ein erstes Ende 350 und ein zweites Ende 352 des Stifts 340 jeweils in den Stift 340. Daher können wärmeleitende Elemente gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung Oberflächenmerkmale definieren, um den Oberflächenbereich des wärmeleitenden Elements zu vergrößern oder die Fließeigenschaften des Wärmeübertragungsfluids zu beeinflussen. Beispiele anderer Oberflächenmerkmale beinhalten Vertiefungen, Vorsprünge, umlaufende Rippen, axiale Nuten und andere Texturen.With reference to 14 a thermally conductive element includes the column or pin in accordance with certain aspects of the present disclosure 340 . An outside surface 342 the pillar 340 defines a groove 344 . The groove 344 can be a circumferential groove. The presence of the groove 344 can have a surface area of the pen 340 increase, which is in contact with a heat transfer fluid and improves the heat transfer between the heat-conducting element and the heat transfer fluid. The pencil 340 extends through channel 346 by housing 348 is defined. A first end extends even more precisely 350 and a second end 352 of the pen 340 each in the pen 340 . Therefore, according to various aspects of the present disclosure, thermally conductive elements may define surface features to increase the surface area of the thermally conductive element or to affect the flow properties of the heat transfer fluid. Examples of other surface features include indentations, protrusions, circumferential ribs, axial grooves and other textures.

Kanalgeometrien (FIG. 15-21)Channel geometries (FIG. 15-21)

Kanäle in vaskulären Baugruppen gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung können eine Vielzahl von Formen, Größen und Oberflächentexturen definieren. In einem Beispiel kann eine Gehäuseoberfläche, die einen Kanal definiert, eine erhöhte Rauheit aufweisen, wodurch eine turbulente Strömung des Wärmeübertragungsfluids erleichtert und die Wärmeübertragung zwischen dem wärmeleitenden Element und dem Wärmeübertragungsfluid erhöht wird. Ein Kanal mit Querschnittsform kann modifiziert werden, um die Rate der Wärmeübertragung, den Druckabfall über den Kanal und die strukturelle Leistung der vaskulären Baugruppe zu optimieren. Eine Vergrößerung des Kanals kann zu einer erhöhten Wärmeübertragungsrate führen. Das Erhöhen eines Umfangs einer Querschnittsform des Kanals, beispielsweise durch Hinzufügen konvexer oder konkaver Abschnitte, insbesondere angrenzend an eine Wärmequelle, kann die Rate der Wärmeübertragung erhöhen.Channels in vascular assemblies according to various aspects of the present disclosure can define a variety of shapes, sizes, and surface textures. In one example, a housing surface defining a channel may have increased roughness, thereby facilitating turbulent flow of the heat transfer fluid and increasing heat transfer between the heat conducting element and the heat transfer fluid. A cross-sectional shape channel can be modified to optimize the rate of heat transfer, pressure drop across the channel, and structural performance of the vascular assembly. Enlarging the duct can lead to an increased heat transfer rate. Increasing a circumference of a cross-sectional shape of the channel, for example by adding convex or concave sections, in particular adjacent to a heat source, can increase the rate of heat transfer.

Die strukturelle Integrität einer vaskulären Baugruppe, die einen Kanal definiert, kann durch eine Geometrie eines Querschnitts des Kanals senkrecht zu einer Längsachse des Kanals beeinflusst werden. In verschiedenen Aspekten ist eine Festigkeit der vaskulären Baugruppe mit den Kanälen größer oder gleich 90 % der Festigkeit der ähnlichen Komponente ohne Kanäle, optional größer oder gleich 91 %, optional größer oder gleich 92 %, optional größer oder gleich 93 %, optional größer oder gleich 94 %, optional größer oder gleich 95 %. In verschiedenen Aspekten ist eine Steifheit der vaskulären Baugruppe mit den Kanälen größer oder gleich 90 % der Festigkeit der ähnlichen Komponente ohne Kanäle, optional größer oder gleich 91 %, optional größer oder gleich 92 %, optional größer oder gleich 93 %, optional größer oder gleich 94 %, optional größer oder gleich 95 %. In verschiedenen Aspekten ist eine Zähigkeit der vaskulären Baugruppe mit den Kanälen größer oder gleich 90 % der Festigkeit der ähnlichen Komponente ohne Kanäle, optional größer oder gleich 91 %, optional größer oder gleich 92 %, optional größer oder gleich 93 %, optional größer oder gleich 94 %, optional größer oder gleich 95 %. The structural integrity of a vascular assembly that defines a channel can be affected by a geometry of a cross section of the channel perpendicular to a longitudinal axis of the channel. In various aspects, the strength of the vascular assembly with the channels is greater than or equal to 90% of the strength of the similar component without channels, optionally greater than or equal to 91%, optionally greater than or equal to 92%, optionally greater than or equal to 93%, optionally greater or equal 94%, optionally greater than or equal to 95%. In various aspects, the stiffness of the vascular assembly with the channels is greater than or equal to 90% of the strength of the similar component without channels, optionally greater than or equal to 91%, optionally greater than or equal to 92%, optionally greater than or equal to 93%, optionally greater or equal 94%, optionally greater than or equal to 95%. In various aspects, a toughness of the vascular assembly with the channels is greater than or equal to 90% of the strength of the similar component without channels, optionally greater than or equal to 91%, optionally greater than or equal to 92%, optionally greater than or equal to 93%, optionally greater or equal 94%, optionally greater than or equal to 95%.

Die Querschnittsgröße und die Form des Kanals beeinflussen auch den Druckabfall über den Kanal. So kann beispielsweise das Ändern einer Größe und/oder Form des Kanals einen hydraulischen Durchmesser des Kanals beeinflussen, wodurch der Druckabfall über den Kanal verändert wird. Ein akzeptabler Druckabfall kann basierend auf einer Größe der Pumpe bestimmt werden, die verwendet wird, um Wärmeübertragungsfluid durch die vaskuläre Baugruppe zirkulieren zu lassen. In verschiedenen Aspekten kann der Druckabfall über den Kanal kleiner oder gleich etwa 100 Pfund pro Quadratzoll (psi), optional kleiner oder gleich etwa 2 psi, optional kleiner oder gleich 1,5 psi, optional kleiner oder gleich 1 psi und optional kleiner als oder gleich 0,5 psi sein.The cross-sectional size and shape of the channel also affect the pressure drop across the channel. For example, changing a size and / or shape of the channel can affect a hydraulic diameter of the channel, thereby changing the pressure drop across the channel. An acceptable pressure drop can be determined based on a size of the pump used to circulate heat transfer fluid through the vascular assembly. In various aspects, the pressure drop across the channel may be less than or equal to 100 Pounds per square inch (psi), optionally less than or equal to 2nd psi, optionally less than or equal to 1.5 psi, optionally less than or equal to 1 psi and optionally less than or equal to 0.5 psi.

Ein Kanal gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung kann jede Querschnittsform des Kanals definieren, die zu einem Kanal mit akzeptablen Wärmeübertragungseigenschaften, strukturellen Eigenschaften, Fluidströmungseigenschaften und struktureller Integrität führt. Beispiele für eine Querschnittsform beinhalten eine Ellipse (18), wie beispielsweise einen Kreis (15); ein Dreieck (16); ein Viereck, wie ein Rechteck (17) oder ein Quadrat (nicht dargestellt); Vielecke mit fünf oder mehr Seiten, wie Sterne mit fünf oder mehr Punkten (19-20). Zusätzlich kann der Kanal eine Hülle oder Beschichtung (21) beinhalten.A channel according to various aspects of the present disclosure may define any cross-sectional shape of the channel that results in a channel with acceptable heat transfer properties, structural properties, fluid flow properties, and structural integrity. Examples of a cross-sectional shape include an ellipse ( 18th ), such as a circle ( 15 ); a triangle ( 16 ); a square, like a rectangle ( 17th ) or a square (not shown); Polygons with five or more sides, like stars with five or more points ( 19-20 ). In addition, the channel can have a covering or coating ( 21 ) include.

Die Querschnittsform kann eine maximale Abmessung definieren (z. B., einen Durchmesser, wenn die Querschnittsform ein Kreis ist). In verschiedenen Aspekten kann die maximale Abmessung größer oder gleich etwa 100 µm bis kleiner oder gleich etwa 10 mm, optional größer oder gleich etwa 0,2 mm bis kleiner oder gleich etwa 5 mm, optional größer oder gleich etwa 0,3 mm bis kleiner oder gleich etwa 3 mm und optional größer oder gleich etwa 0,5 mm bis kleiner oder gleich etwa 2 mm sein.The cross-sectional shape can define a maximum dimension (e.g., a diameter if the cross-sectional shape is a circle). In various aspects, the maximum dimension can be greater than or equal to about 100 µm to less than or equal to about 10 mm, optionally greater than or equal to about 0.2 mm to less than or equal to about 5 mm, optionally greater than or equal to about 0.3 mm to less than or be about 3 mm and optionally greater than or equal to about 0.5 mm to less than or equal to about 2 mm.

Unter Bezugnahme auf 15 ist ein Abschnitt einer vaskulären Baugruppe 368 gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Die vaskuläre Baugruppe 368 beinhaltet ein Gehäuse 370, das einen Kanal 372 definiert. Der Kanal 372 erstreckt sich entlang einer Längsachse 374. Wärmeübertragungsfluid kann durch den Kanal 372 zirkulieren, um Wärme von einer Wärmequelle 376 zu absorbieren. Der Kanal 372 definiert eine im Wesentlichen kreisförmige Form senkrecht zur Längsachse 374.With reference to 15 is a section of a vascular assembly 368 provided in accordance with various aspects of the present disclosure. The vascular assembly 368 includes a housing 370 that a channel 372 Are defined. The channel 372 extends along a longitudinal axis 374 . Heat transfer fluid can pass through the duct 372 circulate to heat from a heat source 376 to absorb. The channel 372 defines a substantially circular shape perpendicular to the longitudinal axis 374 .

Unter Bezugnahme auf 16 ist ein Abschnitt einer vaskulären Baugruppe 382 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Die vaskuläre Baugruppe 382 beinhaltet ein Gehäuse 384, das einen Kanal 386 definiert. Der Kanal 386 erstreckt sich entlang der Längsachse 388. Wärmeübertragungsfluid kann durch den Kanal 386 zirkulieren, um Wärme von einer Wärmequelle 390 zu absorbieren. Der Kanal 386 definiert eine im Wesentlichen dreieckige Form senkrecht zur Längsachse 388. Die Basis 392 des Dreiecks ist zur Wärmequelle 390 angeordnet. Im Vergleich zu einem kreisförmigen Kanal (siehe z. B., Kanal 372 in 15) führt die Anordnung der Basis 392 des Dreiecks nahe der Wärmequelle 390 zu einer erhöhten Wärmeübertragung. Ferner erzeugt die dreieckige Form eine Reduzierung des Druckabfalls durch den Kanal 386 aufgrund einer Erhöhung des Volumens, die einen oberen Abschnitt 394 des Kanals 386 aufweist (im Vergleich zu einem Kanal mit einem kleineren Volumen).With reference to 16 is a section of a vascular assembly 382 provided in accordance with various aspects of the present disclosure. The vascular assembly 382 includes a housing 384 that a channel 386 Are defined. The channel 386 extends along the longitudinal axis 388 . Heat transfer fluid can pass through the duct 386 circulate to heat from a heat source 390 to absorb. The channel 386 defines an essentially triangular shape perpendicular to the longitudinal axis 388 . The base 392 of the triangle is to the heat source 390 arranged. in the Comparison to a circular channel (see e.g., channel 372 in 15 ) leads the arrangement of the base 392 of the triangle near the heat source 390 to increased heat transfer. Furthermore, the triangular shape creates a reduction in pressure drop across the channel 386 due to an increase in volume that an upper section 394 of the channel 386 (compared to a channel with a smaller volume).

Unter Bezugnahme auf 17 ist ein Abschnitt einer vaskulären Baugruppe 402 gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Die vaskuläre Baugruppe 402 beinhaltet ein Gehäuse 404, das einen Kanal 406 definiert. Der Kanal 406 erstreckt sich entlang der Längsachse 408. Ein Wärmeübertragungsfluid kann durch den Kanal 406 zirkulieren, um Wärme von einer Wärmequelle 410 zu absorbieren. Der Kanal 406 kann eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform senkrecht zur Längsachse 408 definieren. Die rechteckige Form kann abgerundete Ecken 412 beinhalten. Der rechteckige Querschnitt kann eine Breite 414 und eine Höhe 416 definieren. Die Breite 414 kann größer als die Höhe 416 sein. Im Vergleich zu einem kreisförmigen Kanal (siehe z. B. Kanal 372 in 15) kann der rechteckige Kanal eine erhöhte Wärmeübertragung und eine verminderte strukturelle Leistung ergeben.With reference to 17th is a section of a vascular assembly 402 provided in accordance with various aspects of the present disclosure. The vascular assembly 402 includes a housing 404 that a channel 406 Are defined. The channel 406 extends along the longitudinal axis 408 . A heat transfer fluid can pass through the channel 406 circulate to heat from a heat source 410 to absorb. The channel 406 can have a substantially rectangular cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal axis 408 define. The rectangular shape can have rounded corners 412 include. The rectangular cross section can be a width 414 and a height 416 define. The width 414 can be larger than the height 416 be. Compared to a circular channel (see e.g. channel 372 in 15 ) the rectangular channel can result in increased heat transfer and reduced structural performance.

Unter Bezugnahme auf 18 ist ein Abschnitt einer vaskulären Baugruppe 420 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Die vaskuläre Baugruppe 420 beinhaltet ein Gehäuse 422, das einen Kanal 424 definiert. Der Kanal 424 kann sich entlang einer Längsachse 426 erstrecken. Ein Wärmeübertragungsfluid kann durch den Kanal 424 zirkulieren, um Wärme von einer Wärmequelle 428 zu absorbieren. Der Kanal 424 kann eine im Wesentlichen elliptische Form in einer Richtung senkrecht zur Längsachse 426 definieren. Die elliptische Form kann eine Breite 430 und eine Höhe 432 definieren. Die Breite 430 kann größer als die Höhe 432 sein. Im Vergleich zu einem kreisförmigen Kanal (siehe z. B. Kanal 372 in 15) kann der elliptische Querschnitt eine erhöhte Wärmeübertragungsleistung und eine erhöhte strukturelle Leistung aufweisen.With reference to 18th is a section of a vascular assembly 420 provided in accordance with various aspects of the present disclosure. The vascular assembly 420 includes a housing 422 that a channel 424 Are defined. The channel 424 can extend along a longitudinal axis 426 extend. A heat transfer fluid can pass through the channel 424 circulate to heat from a heat source 428 to absorb. The channel 424 can have a substantially elliptical shape in a direction perpendicular to the longitudinal axis 426 define. The elliptical shape can be a width 430 and a height 432 define. The width 430 can be larger than the height 432 be. Compared to a circular channel (see e.g. channel 372 in 15 ) the elliptical cross section can have an increased heat transfer performance and an increased structural performance.

Unter Bezugnahme auf 19 ist ein Abschnitt einer vaskulären Baugruppe 440 gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Die vaskuläre Baugruppe 440 beinhaltet ein Gehäuse 442, das einen Kanal 444 definiert. Der Kanal 444 kann sich entlang einer Längsachse 446 erstrecken. Ein Wärmeübertragungsfluid kann durch den Kanal 444 zirkulieren, um Wärme von einer Wärmequelle 448 zu absorbieren. Der Kanal 444 kann einen im Wesentlichen sternförmigen Querschnitt in einer Richtung senkrecht zur Längsachse 446 definieren. Der sternförmige Querschnitt kann sechzehn Punkte 450 beinhalten. Im Vergleich zu einem kreisförmigen Kanal (siehe z. B. Kanal 372 in 15) kann der sternförmige Querschnitt eine erhöhte Wärmeübertragungsleistung aufweisen.With reference to 19th is a section of a vascular assembly 440 provided in accordance with various aspects of the present disclosure. The vascular assembly 440 includes a housing 442 that a channel 444 Are defined. The channel 444 can extend along a longitudinal axis 446 extend. A heat transfer fluid can pass through the channel 444 circulate to heat from a heat source 448 to absorb. The channel 444 can have a substantially star-shaped cross section in a direction perpendicular to the longitudinal axis 446 define. The star-shaped cross section can have sixteen points 450 include. Compared to a circular channel (see e.g. channel 372 in 15 ) the star-shaped cross-section can have an increased heat transfer capacity.

Unter Bezugnahme auf 20 ist noch ein Abschnitt einer weiteren vaskulären Baugruppe 460 gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Die vaskuläre Baugruppe 460 beinhaltet ein Gehäuse 462, das einen Kanal 464 definiert. Der Kanal 464 erstreckt sich entlang der Längsachse 466. Ein Wärmeübertragungsfluid kann durch den Kanal 464 zirkulieren, um Wärme von einer Wärmequelle 468 zu absorbieren. Der Kanal 464 kann einen im Wesentlichen sternförmigen Querschnitt in einer Richtung senkrecht zur Längsachse 466 definieren. Der sternförmige Querschnitt kann sechzehn Punkte 470 beinhalten. Im Vergleich zum sternförmigen Querschnitt des Kanals 444 in 19 kann der sternförmige Querschnitt des Kanals 464 in 20 längere Punkte 470 aufweisen. Im Vergleich zu einem kreisförmigen Querschnitt (siehe z. B. Kanal 372 in 15) kann der sternförmige Querschnitt verbesserte Wärmeübertragungseigenschaften aufweisen.With reference to 20th is still a section of another vascular assembly 460 provided in accordance with various aspects of the present disclosure. The vascular assembly 460 includes a housing 462 that a channel 464 Are defined. The channel 464 extends along the longitudinal axis 466 . A heat transfer fluid can pass through the channel 464 circulate to heat from a heat source 468 to absorb. The channel 464 can have a substantially star-shaped cross section in a direction perpendicular to the longitudinal axis 466 define. The star-shaped cross section can have sixteen points 470 include. Compared to the star-shaped cross section of the channel 444 in 19th can the star-shaped cross section of the channel 464 in 20th longer points 470 exhibit. Compared to a circular cross section (see e.g. channel 372 in 15 ) the star-shaped cross section can have improved heat transfer properties.

Unter Bezugnahme auf 21 ist noch ein Abschnitt einer weiteren vaskulären Baugruppe 480 gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Die vaskuläre Baugruppe 480 beinhaltet ein Gehäuse 482, das einen Kanal 484 definiert. Der Kanal 484 erstreckt sich entlang einer Längsachse 486. Der Kanal 484 kann eine Beschichtung oder Hülle 488 beinhalten. In verschiedenen Aspekten kann die Schale 488 dem Kanal 484 Steifheit verleihen. In verschiedenen Aspekten kann die Hülle eine Rauheit einer Oberfläche in Kontakt mit einem Wärmeübertragungsfluid innerhalb des Kanals 484 verringern (z. B. durch das Beseitigen einer Porosität eines Opfermaterials, aus dem der Kanal geformt wird). In verschiedenen Aspekten ist die Hülle 488 eine Schutzhülle.With reference to 21 is still a section of another vascular assembly 480 provided in accordance with various aspects of the present disclosure. The vascular assembly 480 includes a housing 482 that a channel 484 Are defined. The channel 484 extends along a longitudinal axis 486 . The channel 484 can be a coating or shell 488 include. In various aspects, the shell 488 the channel 484 Give stiffness. In various aspects, the sheath can have a roughness of a surface in contact with a heat transfer fluid within the channel 484 decrease (e.g., by removing porosity from a sacrificial material from which the channel is formed). The shell is in different aspects 488 a protective cover.

Die Hülle 488 kann eine Dicke 490 definieren. Die Dicke 490 kann größer als oder gleich etwa 1 µm bis kleiner als oder gleich etwa 1 mm sein. Die Hülle 488 kann aus einem Metall, einem Polymer, einem Polymerverbundstoff oder einer Kombination daraus geformt sein. Ein Wärmeübertragungsfluid kann durch den Kanal 484 zirkulieren, um Wärme von einer Wärmequelle 492 zu absorbieren. Das Wärmeübertragungsfluid kann in Fluidverbindung mit einer Innenfläche 494 der Hülle 488 stehen.The case 488 can be a fat 490 define. The fat 490 can be greater than or equal to about 1 µm to less than or equal to about 1 mm. The case 488 may be formed from a metal, a polymer, a polymer composite, or a combination thereof. A heat transfer fluid can pass through the channel 484 circulate to heat from a heat source 492 to absorb. The heat transfer fluid can be in fluid communication with an inner surface 494 the shell 488 stand.

Verfahren zur Herstellung von vaskulären BaugruppenProcess for the production of vascular assemblies

In verschiedenen Aspekten stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Herstellen einer vaskulären Baugruppe bereit. Im Allgemeinen beinhaltet das Verfahren (1) das Formen eines Kanalvorprodukts; (2) Formen einer Zwischenbaugruppe, die das Kanalvorprodukt und mindestens ein thermisch leitendes Element beinhaltet; (3) Formen einer festen Polymerbaugruppe einschließlich der Zwischenbaugruppe; und (4) Entfernen des Kanalvorprodukts, um die vaskuläre Baugruppe zu formen, die einen Kanal definiert. Die vaskuläre Baugruppe beinhaltet den Kanal in Fluidverbindung mit dem wärmeleitenden Element.In various aspects, the present disclosure provides a method of making a vascular assembly. In general, the process includes ( 1 ) forming a duct precursor; ( 2nd ) Forming an intermediate assembly that includes the channel precursor and at least one thermally conductive element; ( 3rd ) Forming a solid polymer assembly including the intermediate assembly; and ( 4th ) Removal of the canal precursor to form the vascular assembly that defines a canal. The vascular assembly includes the channel in fluid communication with the thermally conductive element.

Formen eines Kanalvorprodukts Forming a duct intermediate

Das Kanalvorprodukt kann verwendet werden, um die Bildung eines oder mehrerer Kanäle in der vaskulären Baugruppe zu erleichtern. Das Kanalvorprodukt wird aus einem Opfermaterial gebildet, das nach dem Formen des Gehäuses aus der vaskulären Baugruppe entfernt werden kann. Das Kanalvorprodukt kann eine Geometrie des Kanals definieren. So kann beispielsweise das Kanalvorprodukt einen sternförmigen Querschnitt senkrecht zu einer Längsachse des Kanalvorprodukts definieren, um einen Kanal mit dem sternförmigen Querschnitt zu bilden.The channel precursor can be used to facilitate the formation of one or more channels in the vascular assembly. The primary canal is formed from a sacrificial material that can be removed from the vascular assembly after the housing is molded. The primary channel product can define a geometry of the channel. For example, the duct preliminary product can define a star-shaped cross section perpendicular to a longitudinal axis of the duct preliminary product in order to form a duct with the star-shaped cross section.

Das Opfermaterial kann ein Material beinhalten, das zu einem der folgenden Vorgänge in der Lage ist: schmelzen, verdampfen, verbrennen und aufschließen. Beispiele für geeignete Opfermaterialien beinhalten Metalle, Polymere, Brennmaterialien und Kombinationen daraus. Metalle können Lötmittel beinhalten, wie beispielsweise Lötmittel, die Blei, Zinn, Zink, Aluminium, geeignete Legierungen und dergleichen enthalten. Polymere können beispielsweise Polyvinylacetat, Polymilchsäure, Polyethylen, Polystyrol sein. Brennmaterialien können beispielsweise Keramik, Salze (z. B. Kaliumnitrat), Schwarzpulver, Holzkohle, Pentaerythrit-Tetranitrat, brennbare Metalle, brennbare Oxide, Thermite, Nitrocellulose, Pyrocellulose, Flammpulver, rauchfreies Pulver und Kombinationen daraus sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Opfermaterial mit einem Katalysator behandelt werden oder chemisch modifiziert werden, um das Schmelz- oder Abbauverhalten zu verändern.The sacrificial material can include a material that is capable of one of the following processes: melting, evaporating, burning and digesting. Examples of suitable sacrificial materials include metals, polymers, fuels, and combinations thereof. Metals can include solder, such as solder containing lead, tin, zinc, aluminum, suitable alloys, and the like. Polymers can be, for example, polyvinyl acetate, polylactic acid, polyethylene, polystyrene. Fuels can be, for example, ceramics, salts (e.g. potassium nitrate), black powder, charcoal, pentaerythritol tetranitrate, combustible metals, combustible oxides, thermites, nitrocellulose, pyrocellulose, flame powder, smoke-free powder and combinations thereof. Additionally or alternatively, the sacrificial material can be treated with a catalyst or chemically modified to change the melting or degradation behavior.

In einem Beispiel wird das Kanalvorprodukt durch Extrusion gebildet. Unter Bezugnahme auf 22A-22B ist ein Extruder 510 zum Formen eines Kanalvorprodukts gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Der Extruder 510 beinhaltet eine Trommel 512, die im Wesentlichen zylindrisch sein kann. Die Trommel 512 definiert eine Kammer 514, in die eine Schraube 516 eingedreht ist. Eine Vielzahl von Heizern 518 ist um eine Außenseite der Trommel 512 angeordnet.In one example, the channel precursor is formed by extrusion. With reference to 22A-22B is an extruder 510 for forming a channel precursor in accordance with various aspects of the present disclosure. The extruder 510 includes a drum 512 which can be essentially cylindrical. The drum 512 defines a chamber 514 in which a screw 516 is turned. A variety of heaters 518 is around an outside of the drum 512 arranged.

Eine Vielzahl von Pellets 520, die ein Opfermaterial umfassen, kann einem Trichter 522 des Extruders 510 hinzugefügt werden. Die Pellets 520 treten beispielsweise unter Ausnutzung der Schwerkraft in die Kammer 514 ein. Die Schraube 516 dreht sich um eine Längsachse 524, und eine Vielzahl von Gewinden 526 der Schraube 516 lenkt die Pellets 520 durch die Kammer 514 in eine Richtung 528. Noch genauer zwingt die Schraube 516 die Pellets 520 durch einen Zuführabschnitt 530, dann einen Kompressionsabschnitt 532 und dann einen Dosierabschnitt 534. Wenn die Pellets 520 durch die Kammer 514 wandern, werden sie geschmolzen, um eine Polymerschmelze 536 zu bilden. Die Polymerschmelze 536 fließt durch eine Lochscheibe 538 und in ein Ausformwerkzeug 540. Das Ausformwerkzeug 540 beinhaltet eine Lochscheibe 542 mit einer Öffnung 544. Ein Umfang 546 der Öffnung 544 ist entsprechend einer gewünschten Kanalgröße und Form bemessen und geformt. Die Polymerschmelze wird durch die Öffnung 544 der Lochscheibe 542 gezwungen, ein Extrudat 548 zu bilden. Alle oder ein Teil des Extrudats 548 können als Kanalvorprodukt verwendet werden.A variety of pellets 520 that include a sacrificial material can be a funnel 522 of the extruder 510 to be added. The pellets 520 enter the chamber using gravity, for example 514 a. The screw 516 rotates around a longitudinal axis 524 , and a variety of threads 526 the screw 516 directs the pellets 520 through the chamber 514 in one direction 528 . The screw forces even more precisely 516 the pellets 520 through a feed section 530 , then a compression section 532 and then a metering section 534 . If the pellets 520 through the chamber 514 migrate, they are melted to melt a polymer 536 to build. The polymer melt 536 flows through a perforated disc 538 and into a molding tool 540 . The molding tool 540 includes a perforated disc 542 with an opening 544 . A scope 546 the opening 544 is dimensioned and shaped according to a desired channel size and shape. The polymer melt is through the opening 544 the perforated disc 542 forced an extrudate 548 to build. All or part of the extrudate 548 can be used as a preliminary channel product.

In verschiedenen Aspekten kann eine Hülle oder Beschichtung um die Kanalvorprodukt-Hülle geformt sein (siehe z. B. Außenhülle 488 in 21) nach Formung des Kanalvorprodukts. Wenn das Kanalvorprodukt eine Außenhülle beinhaltet, kann das Opfermaterial auch ein Gas, wie beispielsweise Luft, sein.In various aspects, a sheath or coating can be formed around the duct precursor sheath (see, e.g., outer sheath 488 in 21 ) after shaping the duct pre-product. If the duct pre-product contains an outer shell, the sacrificial material can also be a gas, such as air.

Formen einer ZwischenbaugruppeForming an intermediate assembly

Das Formen einer Zwischenbaugruppe beinhaltet das Zusammenbauen eines oder mehrerer wärmeleitender Elemente zum Kanalvorprodukt. Das Formen einer Zwischenbaugruppe, die Vorsprünge beinhaltet, mit denen das wärmeleitende Element das Kanalvorprodukt (und gegebenenfalls die Hülle) mit den Vorsprüngen durchsticht, sodass sich die Vorsprünge zumindest teilweise durch das Kanalvorprodukt erstrecken, wie nachfolgend näher beschrieben (23B). Das Formen einer Zwischenbaugruppe, die Stifte beinhaltet, mit denen das wärmeleitende Element das Kanalvorprodukt (und gegebenenfalls die Hülle) mit den Stiften durchsticht, sodass sich die Stifte zumindest teilweise durch das Kanalvorprodukt erstrecken, wie nachfolgend näher beschrieben (24B). Das Formen einer Zwischenbaugruppe, die eine Ummantelung aufweist, beinhaltet das Aufbringen der Ummantelung auf eine Außenfläche des Kanalvorprodukts (oder optional auf die Hülle), wie nachfolgend näher beschrieben (25B).Forming an intermediate assembly involves assembling one or more thermally conductive elements to form the primary duct product. Forming an intermediate assembly that includes protrusions with which the heat-conducting element pierces the duct preliminary product (and possibly the casing) with the protrusions, so that the protrusions extend at least partially through the duct preliminary product, as described in more detail below ( 23B) . Forming an intermediate assembly, which includes pins, with which the heat-conducting element pierces the duct preliminary product (and possibly the sleeve) with the pins, so that the pins extend at least partially through the duct preliminary product, as described in more detail below ( 24B) . Forming an intermediate assembly that has a sheath includes applying the sheath to an outer surface of the duct precursor (or optionally to the sheath), as described in more detail below ( 25B) .

Formen einer festen PolymerbaugruppeForming a solid polymer assembly

Das Formen einer festen Polymerbaugruppe beinhaltet zumindest teilweise das Umschließen des Kanals innerhalb eines Gehäuses. Wenn das Gehäuse ein Polymer oder einen verstärkten Verbundwerkstoff beinhaltet, kann das Gehäuse durch Gießen geformt werden. Das Gießen beinhaltet das Einsetzen der Zwischenbaugruppe in eine Gussform; Das Gießen beinhaltet ferner das Einführen eines Gehäusevorprodukts in die Gussform. Das Gehäusevorprodukt beinhaltet ein Polymervorprodukt. Wenn ein verstärkter Verbundwerkstoff geformt werden soll, beinhaltet das Gehäusevorprodukt auch eine Vielzahl von Verstärkungsfasern oder -partikeln. Das Verfahren beinhaltet ferner das Verfestigen des flüssigen Vorprodukts, um die feste polymere Baugruppe zu formen. In der festen Polymerbaugruppe ist das Gehäuse um mindestens einen Teil des Kanalvorprodukts herum angeordnet.Forming a solid polymer assembly involves at least partially enclosing the channel within a housing. If the housing contains a polymer or a reinforced composite material, the housing can be molded by molding. Casting involves inserting the intermediate assembly into a mold; Casting also includes inserting a housing pre-product into the mold. The housing pre-product contains a polymer pre-product. When a reinforced composite is to be molded, the housing pre-product also includes a variety of reinforcing fibers or particles. The method further includes solidifying the liquid precursor to form the solid polymeric assembly. In the solid polymer assembly, the housing is disposed around at least a portion of the channel precursor.

Entfernen des Kanalvorprodukts, um die vaskuläre Baugruppe zu erstellenRemove the canal precursor to create the vascular assembly

Das Kanalvorprodukt, das das Opfermaterial enthält, wird aus der Polymerbaugruppe entfernt, um die vaskuläre Baugruppe mit dem Kanal zu erzeugen. Das Entfernen kann optional das Bereitstellen eines Zugangs zum Kanalvorprodukt-Material beinhalten (z. B. durch Bohren in das Gehäuse), um den Zugang zum Kanalvorprodukt zu ermöglichen. Das Kanalvorprodukt kann durch Verflüchtigen, Schmelzen, Verbrennen oder Abbauen des Opfermaterials oder durch Auflösen des Opfermaterials entfernt werden, um Abbauprodukte zu erzeugen.The canal precursor containing the sacrificial material is removed from the polymer assembly to create the vascular assembly with the canal. The removal may optionally include providing access to the duct precursor material (e.g., by drilling into the housing) to allow access to the duct precursor. The channel precursor can be removed by volatilizing, melting, burning, or degrading the sacrificial material or by dissolving the sacrificial material to produce degradation products.

In einem Beispiel wird das Opfermaterial auf eine Temperatur erhitzt (z. B. größer als oder gleich etwa 150 °C bis kleiner als oder gleich etwa 200 °C) zum Schmelzen oder Verdampfen des Opfermaterials. Die Temperatur kann ausgewählt werden, um das Opfermaterial effektiv zu entfernen, ohne das Gehäuse zu beschädigen. In einem anderen Beispiel wird das Opfermaterial einer Reaktion unterzogen, um das Opfermaterial zu verpuffen, ohne das Polymer oder die optionale Verstärkung des Gehäuses zu verschlechtern. In noch einem weiteren Beispiel wird ein Lösungsmittel (z. B. Aceton) optional durch Rühren, eingesetzt, um das Opfermaterial aufzulösen, ohne das Gehäuse zu beschädigen. In noch einem weiteren Beispiel wird das Opfermaterial auch mit einer geeigneten Säure verätzt (beispielsweise Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure und dergleichen).In one example, the sacrificial material is heated to a temperature (e.g., greater than or equal to about 150 ° C to less than or equal to about 200 ° C) to melt or evaporate the sacrificial material. The temperature can be selected to effectively remove the sacrificial material without damaging the housing. In another example, the sacrificial material is subjected to a reaction to fizzle out the sacrificial material without degrading the polymer or the optional reinforcement of the housing. In yet another example, a solvent (e.g. acetone), optionally by stirring, is used to dissolve the sacrificial material without damaging the housing. In yet another example, the sacrificial material is also etched with a suitable acid (e.g., hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and the like).

Verfahren A: Formen eines Kanals mit VorsprüngenMethod A: Forming a channel with protrusions

Unter Bezugnahme auf 23A-23B ist ein Verfahren zum Formen eines Kanals mit Vorsprüngen gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Das Verfahren wird im Kontext der vaskulären Baugruppe 90 in 4A-4B beschrieben. In 23A beinhaltet das Verfahren das Bereitstellen der wärmeleitenden Komponente 94 mit der Struktur 98, die plattiert sein kann, und die Vorsprünge 100. Die wärmeleitende Komponente kann GRIP-Metall™ beinhalten.With reference to 23A-23B There is provided a method of forming a channel with protrusions in accordance with various aspects of the present disclosure. The procedure is in the context of the vascular assembly 90 in 4A-4B described. In 23A the method includes providing the thermally conductive component 94 with the structure 98 that can be plated and the protrusions 100 . The heat-conducting component can contain GRIP-Metall ™.

In 23B wird ein erstes Kanalvorprodukt 560 an der wärmeleitenden Komponente 94 montiert. Noch genauer werden die distalen Enden 562 der Vorsprünge 100 in das erste Kanalvorprodukt 560 eingesetzt oder gestanzt, sodass die Außenflächen 564 der Vorsprünge in direkter Verbindung mit dem ersten Kanalvorprodukt 560 stehen. Das Eingreifen der Vorsprünge 100 in das erste Kanalvorprodukt 560 kann eine bessere Kontrolle der Anordnung des ersten Kanalvorprodukts 560 auf der wärmeleitenden Komponente 94 erleichtern. Die Vorsprünge 100 können in das erste Kanalvorprodukt 560 eingesetzt werden, bis das erste Kanalvorprodukt 560 in direkter Verbindung mit der Oberfläche 102 der Struktur 98 der wärmeleitenden Komponente 94 steht. Somit wird eine erste Zwischenbaugruppe 566 mit dem ersten Kanalvorprodukt 560 und der wärmeleitenden Komponente 94 geformt.In 23B becomes a first channel intermediate 560 on the heat-conducting component 94 assembled. The distal ends become even more precise 562 the ledges 100 in the first channel pre-product 560 inserted or punched so that the outer surfaces 564 the projections in direct connection with the first duct pre-product 560 stand. The engagement of the protrusions 100 in the first channel pre-product 560 can better control the arrangement of the first duct intermediate 560 on the thermally conductive component 94 facilitate. The tabs 100 can in the first channel intermediate 560 be used until the first duct intermediate 560 in direct connection with the surface 102 the structure 98 the heat-conducting component 94 stands. Thus, a first intermediate assembly 566 with the first channel pre-product 560 and the thermally conductive component 94 shaped.

In 23C beinhaltet das Verfahren das Formen einer ersten festen Polymerbaugruppe 568. Das Formen der ersten festen Polymerbaugruppe 568 beinhaltet zumindest teilweise das Umschließen des ersten Kanalvorprodukts 560 innerhalb des Gehäuses 92, wie oben in Schritt 3 beschrieben. In verschiedenen Aspekten kann das erste Kanalvorprodukt 560 vollständig innerhalb des Gehäuses 92 eingeschlossen sein. In 23D wird das erste Kanalvorprodukt 560 aus der ersten festen Polymerbaugruppe 568 entfernt, um den Kanal 96 der vaskulären Baugruppe 90 zu bilden, wie vorstehend in Schritt 4 beschrieben. In 23E zirkuliert ein Wärmeübertragungsfluid 570 durch den Kanal 96.In 23C the method includes forming a first solid polymer assembly 568 . Forming the first solid polymer assembly 568 includes at least partially enclosing the first channel precursor 560 inside the case 92 as in step above 3rd described. The first channel intermediate can be used in different aspects 560 completely inside the case 92 be included. In 23D becomes the first channel intermediate 560 from the first solid polymer assembly 568 removed to the channel 96 the vascular assembly 90 form as above in step 4th described. In 23E circulates a heat transfer fluid 570 through the channel 96 .

Verfahren B: Formen eines Kanals mit StiftenMethod B: Forming a Channel with Pins

Unter Bezugnahme auf 24A-24B ist ein Verfahren zum Formen eines Kanals mit Stiften gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Das Verfahren wird im Kontext der vaskulären Baugruppe 120 in 5A-5B beschrieben. In 24A beinhaltet das Verfahren das Bereitstellen eines zweiten Kanalvorprodukts 580 mit einem Opfermaterial.With reference to 24A-24B There is provided a method of forming a channel with pins in accordance with various aspects of the present disclosure. The procedure is in the context of the vascular assembly 120 in 5A-5B described. In 24A the method includes providing a second channel precursor 580 with a sacrificial material.

In 24B wird die Vielzahl von Säulen oder Stiften 126 am zweiten Kanalvorprodukt 580 montiert. Das erste oder zweite Ende 128, 130 jedes Stifts 126 kann in das zweite Kanalvorprodukt 580 eingesetzt werden, sodass sich jedes der ersten und zweiten Enden 128, 130 außerhalb des zweiten Kanalvorprodukts 580 erstreckt. In einem Beispiel wird eine Vorrichtung verwendet, um gleichzeitig die Stifte 126 in das zweite Kanalvorprodukt 580 zu drücken. In einem anderen Beispiel werden die Stifte 126 in das zweite Kanalvorprodukt 580 in Übereinstimmung mit der Bildung des zweiten Kanalvorprodukts 580 eingesetzt (z. B. wenn das zweite Kanalvorprodukt 580 den Extruder verlässt, wie vorstehend beschrieben).In 24B will be the multitude of columns or pens 126 on the second channel preliminary product 580 assembled. The first or second end 128 , 130 every pen 126 can in the second channel intermediate 580 used so that each of the first and second ends 128 , 130 outside the second channel intermediate 580 extends. In one example, a device is used to simultaneously hold the pens 126 into the second channel intermediate 580 to press. In another example, the pens 126 into the second channel intermediate 580 in accordance with the formation of the second channel intermediate 580 used (e.g. if the second duct intermediate 580 leaves the extruder as described above).

In 24C beinhaltet das Verfahren das Formen einer zweiten festen Polymerbaugruppe 586. Das Formen der zweiten festen Polymerbaugruppe 586 beinhaltet zumindest teilweise das Umschließen des zweiten Kanalvorprodukts 580 innerhalb des Gehäuses 122, wie oben in Schritt 3 beschrieben, sodass eine Außenfläche 588 des zweiten Kanalvorprodukts 580 in direktem Kontakt mit dem Gehäuse 122 steht. In 24D wird das zweite Kanalvorprodukt 580 aus der zweiten festen Polymerbaugruppe 586 entfernt, um den Kanal 156 der vaskulären Baugruppe 120 zu erzeugen, wie oben in Schritt 4 beschrieben. In 24E zirkuliert ein Wärmeübertragungsfluid 590 durch den Kanal 156.In 24C the method includes forming a second solid polymer assembly 586 . Forming the second solid polymer assembly 586 includes at least partially enclosing the second channel precursor 580 inside the case 122 as in step above 3rd described so that an outer surface 588 of the second channel intermediate 580 in direct contact with the housing 122 stands. In 24D becomes the second channel intermediate 580 from the second solid polymer assembly 586 removed to the channel 156 the vascular assembly 120 to generate as in step above 4th described. In 24E circulates a heat transfer fluid 590 through the channel 156 .

Verfahren C: Formen eines Kanals mit einer UmmantelungMethod C: Forming a channel with a jacket

Unter Bezugnahme auf 25A-25E ist ein Verfahren zum Formen eines Kanals mit Ummantelung gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Das Verfahren wird im Kontext der vaskulären Baugruppe 150 in 6A-6B beschrieben. In 25A beinhaltet das Verfahren das Bereitstellen eines dritten Kanalvorprodukts 600 mit einem Opfermaterial.With reference to 25A-25E There is provided a method of forming a sheathed channel in accordance with various aspects of the present disclosure. The procedure is in the context of the vascular assembly 150 in 6A-6B described. In 25A the method includes providing a third channel precursor 600 with a sacrificial material.

In 25B beinhaltet das Verfahren das Aufbringen der Ummantelung 154 auf eine Außenfläche 602 des dritten Kanalvorprodukts 600, um eine dritte Zwischenbaugruppe 604 zu bilden. In einem Beispiel beinhaltet die Ummantelung die Wicklung 154, die durch Wickeln eines Fadens oder Drahts um die Außenfläche 602 des dritten Kanalvorprodukts 600 gebildet wird. In verschiedenen Aspekten ist die Wicklung 154 zumindest teilweise in das dritte Kanalvorprodukt 600 eingesetzt, um Rippen oder Riffelung zu bilden. In einem anderen Beispiel ist eine Ummantelung ein umflochtener Schlauch (nicht dargestellt), der durch das Flechten einer Vielzahl von Fäden oder Drähten um die Außenfläche 602 des dritten Kanalvorprodukts gebildet wird. In noch einem weiteren Beispiel ist eine Ummantelung ein gewebter Schlauch (nicht dargestellt), der durch Aufbringen eines Gewebes um die Außenfläche 602 des dritten Kanalvorprodukts 600 gebildet wird. In noch einem weiteren Beispiel wird eine Ummantelung um die Außenfläche 602 des dritten Kanalvorprodukts 600 gewirkt oder gehäkelt. In noch einem weiteren Beispiel ist eine Ummantelung eine wärmeleitende Polymerbeschichtung mit Rippen, wie beispielsweise axialen Rippen, umlaufenden Rippen oder spiralförmigen Rippen.In 25B the process involves applying the sheath 154 on an outside surface 602 of the third channel intermediate 600 to a third sub-assembly 604 to build. In one example, the jacket includes the winding 154 by winding a thread or wire around the outer surface 602 of the third channel intermediate 600 is formed. The winding is in various aspects 154 at least partially in the third channel intermediate 600 used to form ribs or corrugations. In another example, a sheath is a braided tube (not shown) made by braiding a variety of threads or wires around the outer surface 602 of the third channel intermediate. In yet another example, a sheath is a woven tube (not shown) that is made by applying a fabric around the outer surface 602 of the third channel intermediate 600 is formed. In yet another example, a wrap is around the outer surface 602 of the third channel intermediate 600 knitted or crocheted. In yet another example, a jacket is a thermally conductive polymer coating with ribs, such as axial ribs, circumferential ribs, or spiral ribs.

In 25C beinhaltet das Verfahren das Formen einer dritten festen Polymerbaugruppe 606. Das Formen der dritten festen Polymerbaugruppe 606 beinhaltet zumindest teilweise das Umschließen des dritten Kanalvorprodukts 600 innerhalb des Gehäuses 152, wie vorstehend in Schritt 3 beschrieben. In verschiedenen Aspekten kann das Formen der dritten festen Polymerbaugruppe 606 das vollständige Umschließen des dritten Kanalvorprodukts 600 im Gehäuse 152 beinhalten. In 24D wird das dritte Kanalvorprodukt 600 aus der dritten festen Polymerbaugruppe 606 entfernt, um den Kanal 156 der vaskulären Baugruppe 150 zu erzeugen, wie vorstehend in Schritt 4 beschrieben. In 25E zirkuliert ein Wärmeübertragungsfluid 608 durch den Kanal 156.In 25C the method includes forming a third solid polymer assembly 606 . Forming the third solid polymer assembly 606 includes at least partially enclosing the third channel precursor 600 inside the case 152 as in step above 3rd described. In various aspects, molding the third solid polymer assembly can 606 completely enclosing the third channel intermediate 600 in the housing 152 include. In 24D becomes the third channel intermediate 600 from the third solid polymer assembly 606 removed to the channel 156 the vascular assembly 150 to generate, as in step above 4th described. In 25E circulates a heat transfer fluid 608 through the channel 156 .

BEISPIELEEXAMPLES

Unter Bezugnahme auf 26A-26B ist eine vaskuläre Baugruppe 620 gemäß bestimmten Aspekten der vorliegenden Offenbarung vorgesehen. Die vaskuläre Baugruppe 620 beinhaltet ein Gehäuse 622, das einen Kanal 624 definiert. Die vaskuläre Baugruppe 620 beinhaltet ferner eine wärmeleitende Komponente 626 mit einer Struktur 628 und einer Vielzahl von wärmeleitenden Elementen 630, die Vorsprünge sind. Die wärmeleitenden Elemente 630 erstrecken sich in den Kanal 624. Die vaskuläre Baugruppe 620 beinhaltet ferner eine Heatspreader-Platte 632. Der Kanal 624 ist zwischen der wärmeleitenden Komponente 626 und der Heatspreader-Platte 632 angeordnet. Eine Wärmequelle 634 ist in thermischem Kontakt mit der wärmeleitenden Komponente 626. Die Wärmequelle 634 liefert eine Leistung von etwa 10 W.With reference to 26A-26B is a vascular assembly 620 provided in accordance with certain aspects of the present disclosure. The vascular assembly 620 includes a housing 622 that a channel 624 Are defined. The vascular assembly 620 also includes a thermally conductive component 626 with a structure 628 and a variety of thermally conductive elements 630 that are tabs. The heat-conducting elements 630 extend into the channel 624 . The vascular assembly 620 also includes a heat spreader plate 632 . The channel 624 is between the thermally conductive component 626 and the heat spreader plate 632 arranged. A source of heat 634 is in thermal contact with the thermally conductive component 626 . The heat source 634 delivers a power of about 10 W.

Die wärmeleitende Komponente 626 und die Heatspreader-Platte 632 sind aus Aluminium geformt. Das Gehäuse 622 ist aus einem Polymer geformt. Ein Wärmeübertragungsfluid, das Ethylenglykol und Wasser bei einem 50/50-Verhältnis beinhaltet, zirkuliert durch den Kanal 624, um Wärme von der Wärmequelle 634 zu absorbieren. Jedes Wärmeübertragungselement 630 definiert einen Durchmesser 636, der angrenzend an die Struktur 628 gemessen wird, und eine Höhe 638, die im Wesentlichen senkrecht zu dem Durchmesser 636 gemessen wird. Die wärmeleitenden Elemente 630 sind durch einen Vorsprungsabstand 640 voneinander getrennt, der eine Entfernung zwischen den jeweiligen Zentren jedes Vorsprungs 630 ist.The heat-conducting component 626 and the heat spreader plate 632 are made of aluminum. The housing 622 is molded from a polymer. A heat transfer fluid, including ethylene glycol and water at a 50/50 ratio, circulates through the channel 624 to heat from the heat source 634 to absorb. Any heat transfer element 630 defines a diameter 636 that is adjacent to the structure 628 is measured, and a height 638 that are substantially perpendicular to the diameter 636 is measured. The heat-conducting elements 630 are by a projection distance 640 separated from each other by the distance between the respective centers of each projection 630 is.

Die vaskuläre Baugruppe 620 definiert eine Länge 642, eine Breite 644 im Wesentlichen senkrecht zur Länge 642 und eine Höhe 646 im Wesentlichen senkrecht zur Länge 642 und zur Breite 644. Der Kanal 624 erstreckt sich entlang einer Längsachse (nicht dargestellt) und definiert einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt senkrecht zur Längsachse. Der Kanal 624 definiert einen Durchmesser 648. Eine Struktur-zu-Kanal-Trennung 650 ist ein minimaler Abstand zwischen dem Kanal 624 und der Struktur 628 der wärmeleitenden Komponente 626, gemessen im Wesentlichen parallel zur Höhe 646. Die Struktur 628 und die Heatspreader-Platte 632 definieren jeweils eine Dicke 652. Die in Tabelle 1 beschriebenen Eigenschaften gelten in jedem der Beispiele 1-8. Tabelle /Eigenschaft Wert Länge der vaskulären Baugruppe 10,4 mm Breite der vaskulären Baugruppe 5,4 mm Höhe der vaskulären Baugruppe 2 mm Kanaldurchmesser 1,8 mm Vorsprungsdurchmesser 1/3·Vorsprungshöhe Wärmeübertragungsfluid-Strömungsrate 260 mm/s Temperatur Wärmeübertragungsfluid 40 °C Wärmequellenleistung 10W The vascular assembly 620 defines a length 642 , a width 644 essentially perpendicular to the length 642 and a height 646 essentially perpendicular to the length 642 and to the width 644 . The channel 624 extends along a longitudinal axis (not shown) and defines a substantially circular cross section perpendicular to the longitudinal axis. The channel 624 defines a diameter 648 . A structure-to-channel separation 650 is a minimum distance between the channel 624 and the structure 628 the heat-conducting component 626 , measured essentially parallel to the height 646 . The structure 628 and the heat spreader plate 632 each define a thickness 652 . The properties described in Table 1 apply in each of Examples 1-8. Table / property value Length of the vascular assembly 10.4 mm Vascular assembly width 5.4 mm Vascular assembly height 2 mm Channel diameter 1.8 mm Projection diameter 1/3 · projection height Heat transfer fluid flow rate 260 mm / s Temperature heat transfer fluid 40 ° C Heat source output 10W

Beispiel 1: Wirkung von Vorsprüngen mit gering leitfähigem PolymerExample 1: Effect of projections with low conductive polymer

Vaskuläre Baugruppen A und B beinhalten jeweils ein Polymer mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,6 W/m·K. Vaskuläre Baugruppe A beinhaltet Vorsprünge als Wärmeübertragungselement (z. B., Wärmeübertragungselement 630 in 26A-26B). Die vaskuläre Baugruppe B schließt Vorsprünge aus und weist kein Wärmeübertragungselement auf. Bei Kontakt mit der Wärmequelle 634 ist eine globale Maximaltemperatur der vaskulären Baugruppe A (123 °C) wesentlich geringer als die globale Maximaltemperatur der vaskulären Baugruppe B (261 °C), wie in Tabelle 2 nachstehend dargestellt. Somit hat das Vorhandensein der Wärmeübertragungselemente einen signifikanten Einfluss auf die globale Maximaltemperatur und Wärmeübertragung, wenn die Wärmeleitfähigkeit des Polymers relativ niedrig ist. Tabelle 2Eigenschaft Vaskuläre Baugruppe A Vaskuläre Baugruppe B Heatspreader Dicke 0,5 mm 0,5 mm Polymer-Wärmeleitfähigkeit 0,6 W/m·K 0,6 W/m·K Heatspreader zu Kanaltrennung 0,25 mm 0,25 mm Vorsprünge vorhanden? Ja Nein Vorsprungsabstand 2,5 mm NV Vorsprungshöhe 1,4 mm NV Vorsprungsdurchmesser Höhe/3 NV Globale Maximaltemperatur 123 °C 261 °C Vascular assemblies A and B each contain a polymer with a thermal conductivity of 0.6 W / m · K. Vascular assembly A includes protrusions as a heat transfer element (e.g., heat transfer element 630 in 26A-26B) . The vascular assembly B excludes protrusions and has no heat transfer element. In contact with the heat source 634 the maximum global temperature of vascular assembly A (123 ° C) is significantly lower than the maximum global temperature of vascular assembly B (261 ° C) as shown in Table 2 below. Thus, the presence of the heat transfer elements has a significant impact on the global maximum temperature and heat transfer when the thermal conductivity of the polymer is relatively low. Table 2 property Vascular assembly A Vascular assembly B Heatspreader thickness 0.5 mm 0.5 mm Polymer thermal conductivity 0.6 W / m · K 0.6 W / m · K Heatspreader for channel separation 0.25 mm 0.25 mm Are there any protrusions? Yes No Projection distance 2.5 mm NV Projection height 1.4 mm NV Projection diameter Height / 3 NV Global maximum temperature 123 ° C 261 ° C

Beispiel 2: Wirkung von Vorsprüngen mit hoch leitfähigem PolymerExample 2: Effect of protrusions with highly conductive polymer

Die vaskulären Baugruppen C und D beinhalten jeweils ein Polymer mit einer Wärmeleitfähigkeit von 5 W/m·K. Vaskuläre Baugruppe C beinhaltet Vorsprünge als Wärmeübertragungselement (z. B. Wärmeübertragungselement 630 in 26A-26B). Die vaskuläre Baugruppe B schließt Vorsprünge aus und weist kein Wärmeübertragungselement auf. Bei Kontakt mit der Wärmequelle 634 ist eine globale Maximaltemperatur der vaskulären Baugruppe C (74 °C) geringer als die globale Maximaltemperatur der vaskulären Baugruppe D (79 °C), wie in Tabelle 3 nachstehend dargestellt. Das Vorhandensein der Wärmeübertragungselemente hat eine weniger signifikante Wirkung auf die globale Maximaltemperatur und Wärmeübertragung, wenn die thermische Leitfähigkeit des Polymers relativ hoch ist, verglichen mit einer thermischen Leitfähigkeit des Polymers, die relativ gering ist (z. B. wie in Beispiel 1). Tabelle 3Eigenschaft Vaskuläre Baugruppe C Vaskuläre Baugruppe D Heatspreader Dicke 0,5 mm 0,5 mm Polymer-Wärmeleitfähigkeit 5 W/m·K 5 W/m·K Heatspreader zu Kanaltrennung 0,25 mm 0,25 mm Vorsprünge vorhanden? Ja Nein Vorsprungsabstand 2,5 mm NV Vorsprungshöhe 1,4 mm NV Vorsprungsdurchmesser Höhe/3 NV Globale Maximaltemperatur 74 °C 79 °C The vascular assemblies C and D each contain a polymer with a thermal conductivity of 5 W / m · K. Vascular assembly C includes protrusions as a heat transfer element (e.g. heat transfer element 630 in 26A-26B) . The vascular assembly B excludes protrusions and has no heat transfer element. In contact with the heat source 634 is a global maximum temperature of vascular assembly C (74 ° C) less than the global maximum temperature of vascular assembly D (79 ° C) as shown in Table 3 below. The presence of the heat transfer elements has a less significant effect on the global maximum temperature and heat transfer when the thermal Conductivity of the polymer is relatively high compared to a thermal conductivity of the polymer which is relatively low (e.g. as in Example 1). Table 3 property Vascular assembly C Vascular assembly D Heatspreader thickness 0.5 mm 0.5 mm Polymer thermal conductivity 5 W / m · K 5 W / m · K Heatspreader for channel separation 0.25 mm 0.25 mm Are there any protrusions? Yes No Projection distance 2.5 mm NV Projection height 1.4 mm NV Projection diameter Height / 3 NV Global maximum temperature 74 ° C 79 ° C

Beispiel 3: Auswirkung von Vorsprungsabstand und HöheExample 3: Effect of projection distance and height

Die vaskuläre Baugruppe E und vaskuläre Baugruppe F beinhalten jeweils GRIP-Metall™ als wärmeleitende Komponente 626. Die vaskuläre Baugruppe E beinhaltet „Mini“-Größen GRIP-Metall™ und die vaskuläre Baugruppe F beinhaltet „Nano“-Größen GRIP-Metall™. Die vaskuläre Baugruppe E, die größere Vorsprünge mit einem größeren Vorsprungsabstand 640 als die vaskuläre Baugruppe F beinhaltet, weist eine niedrigere globale Maximaltemperatur (123 °C) auf als eine globale Maximaltemperatur der vaskulären Baugruppe F (150 °C), wie in Tabelle 4 nachstehend dargestellt. Somit können größere, beabstandete Vorsprünge eine höhere Wärmeübertragung als kleinere, näher beabstandete Vorsprünge ermöglichen. Tabelle 4Eigenschaft Vaskuläre Baugruppe E Vaskuläre Baugruppe F Heatspreader Dicke 0,5 mm 0,5 mm Polymer-Wärmeleitfähigkeit 0,6 W/m·K 0,6 W/m·K Heatspreader zu Kanaltrennung 0,25 mm 0,25 mm Vorsprünge vorhanden? Ja Ja Vorsprungsabstand 2,5 mm 1 mm Vorsprungshöhe 1,4 mm 0,7 mm Vorsprungsdurchmesser Höhe/3 Höhe/3 Globale Maximaltemperatur 123 °C 150 °C The vascular assembly E and vascular assembly F each contain GRIP-Metal ™ as a heat-conducting component 626 . The vascular assembly E contains "mini" sizes GRIP-Metall ™ and the vascular assembly F contains "nano" sizes GRIP-Metall ™. The vascular assembly E, the larger protrusions with a larger protrusion distance 640 than the vascular assembly F contains, has a lower global maximum temperature ( 123 ° C) as a global maximum temperature of the vascular assembly F (150 ° C) as shown in Table 4 below. Thus, larger, spaced-apart projections can enable higher heat transfer than smaller, spaced-apart projections. Table 4 property Vascular assembly E Vascular assembly F Heatspreader thickness 0.5 mm 0.5 mm Polymer thermal conductivity 0.6 W / m · K 0.6 W / m · K Heatspreader for channel separation 0.25 mm 0.25 mm Are there any protrusions? Yes Yes Projection distance 2.5 mm 1 mm Projection height 1.4 mm 0.7 mm Projection diameter Height / 3 Height / 3 Global maximum temperature 123 ° C 150 ° C

Beispiel 4: Wirkung der VorsprunghöheExample 4: Effect of the projection height

Die vaskuläre Baugruppe G beinhaltet längere Vorsprünge als die vaskuläre Baugruppe H, wie in Tabelle 5 unten dargestellt. Die vaskuläre Baugruppe G hat eine geringere globale Maximaltemperatur (123 °C) als eine globale Maximaltemperatur der vaskulären Baugruppe H (185 °C). Somit können längere Vorsprünge eine größere Wärmeübertragung als kürzere Vorsprünge ermöglichen. Tabelle 5 Eigenschaft Vaskuläre Baugruppe G Vaskuläre Baugruppe H Heatspreader Dicke 0,5 mm 0,5 mm Polymer-Wärmeleitfähigkeit 0,6 W/m·K 0,6 W/m·K Heatspreader zu Kanaltrennung 0,25 mm 0,25 mm Vorsprünge vorhanden? Ja Ja Vorsprungsabstand 2,5 mm 2,5 mm Vorsprungshöhe 1,4 mm 0,7 mm Vorsprungsdurchmesser Höhe/3 Höhe/3 Globale Maximaltemperatur 123 °C 185 °C Vascular assembly G includes longer protrusions than vascular assembly H, as shown in Table 5 below. The vascular assembly G has a lower global maximum temperature (123 ° C) than a global maximum temperature of the vascular assembly H (185 ° C). Thus, longer protrusions can allow greater heat transfer than shorter protrusions. Table 5 property Vascular assembly G Vascular assembly H Heatspreader thickness 0.5 mm 0.5 mm Polymer thermal conductivity 0.6 W / m · K 0.6 W / m · K Heatspreader for channel separation 0.25 mm 0.25 mm Are there any protrusions? Yes Yes Projection distance 2.5 mm 2.5 mm Projection height 1.4 mm 0.7 mm Projection diameter Height / 3 Height / 3 Global maximum temperature 123 ° C 185 ° C

Beispiel 5: Wirkung der Heatspreader-DickeExample 5: Effect of the heat spreader thickness

Die vaskuläre Baugruppe I definiert eine größere Heatspreader-Dicke 652 als die vaskuläre Baugruppe J, wie in Tabelle 6 unten dargestellt. Die vaskuläre Baugruppe I hat eine ähnliche globale Maximaltemperatur (123 °C) wie eine globale Maximaltemperatur der vaskulären Baugruppe J (127 °C). Somit kann die Heatspreader-Dicke 652 nur einen minimalen Einfluss auf die Wärmeübertragungsrate haben. Tabelle 6 Eigenschaft Vaskuläre Baugruppe I Vaskuläre Baugruppe J Heatspreader Dicke 0,5 mm 0,3 mm Polymer-Wärmeleitfähigkeit 0,6 W/m·K 0,6 W/m·K Heatspreader zu Kanaltrennung 0,25 mm 0,25 mm Vorsprünge vorhanden? Ja Ja Vorsprungsabstand 2,5 mm 2,5 mm Vorsprungshöhe 1,4 mm 1,4 mm Vorsprungsdurchmesser Höhe/3 Höhe/3 Globale Maximaltemperatur 123 °C 127 °C Vascular assembly I defines a larger heat spreader thickness 652 as the vascular assembly J, as shown in Table 6 below. The vascular assembly I has a similar global maximum temperature (123 ° C) as a global maximum temperature of the vascular assembly J (127 ° C). Thus the heat spreader thickness 652 have a minimal impact on the heat transfer rate. Table 6 property Vascular assembly I Vascular assembly J Heatspreader thickness 0.5 mm 0.3 mm Polymer thermal conductivity 0.6 W / m · K 0.6 W / m · K Heatspreader for channel separation 0.25 mm 0.25 mm Are there any protrusions? Yes Yes Projection distance 2.5 mm 2.5 mm Projection height 1.4 mm 1.4 mm Projection diameter Height / 3 Height / 3 Global maximum temperature 123 ° C 127 ° C

Beispiel 6: Wirkung der thermischen Leitfähigkeit des Gehäuse-PolymersExample 6: Effect of thermal conductivity of the housing polymer

Die vaskulären Baugruppen K, L, M und N beinhalten Polymere mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten, wie in Tabelle 7 nachstehend dargestellt. Die globale Maximaltemperatur nimmt im Allgemeinen ab, wenn sich die thermische Wärmeleitfähigkeit des Polymers erhöht. Höhere thermische Leitfähigkeiten des Polymers können höhere Wärmeübertragungsraten als niedrigere thermische Leitfähigkeiten ergeben. Daher hat die thermische Leitfähigkeit des Polymers des Gehäuses 622 selbst mit dem Wärmeübertragungselement eine Auswirkung auf die Wärmeübertragung. Tabelle 7 Eigenschaft Vaskuläre Baugruppe K Vaskuläre Baugruppe L Vaskuläre Baugruppe M Vaskuläre Baugruppe N Heatspreader Dicke 0,5 mm 0,5 mm 0,5 mm 0,5 mm Polymer-Wärmeleitfähigkeit 0,6 W/m·K 5 W/m·K 0,2 W/m·K 1,5 W/m·K Heatspreader zu Kanal trennung 0,25 mm 0,25 mm 0,25 mm 0,25 mm Vorsprünge vorhanden? Ja Ja Ja Ja Vorsprungsabstand 2,5 mm 2,5 mm 2,5 mm 2,5 mm Vorsprungshöhe 1,4 mm 1,4 mm 1,4 mm 1,4 mm Vorsprungsdurchmesser Höhe/3 Höhe/3 Höhe/3 Höhe/3 Globale Maximaltemperatur 123 °C 74 °C 141 °C 100 °C Vascular assemblies K, L, M and N contain polymers with different thermal conductivities, as shown in Table 7 below. The global maximum temperature generally decreases as the thermal thermal conductivity of the polymer increases. Higher thermal conductivities of the polymer can result in higher heat transfer rates than lower thermal conductivities. Therefore, the thermal conductivity of the polymer has the housing 622 an impact on heat transfer even with the heat transfer element. Table 7 property Vascular assembly K Vascular assembly L Vascular assembly M Vascular assembly N Heatspreader thickness 0.5 mm 0.5 mm 0.5 mm 0.5 mm Polymer thermal conductivity 0.6 W / m · K 5 W / m · K 0.2 W / mK 1.5 W / m · K Heat spreader to channel separation 0.25 mm 0.25 mm 0.25 mm 0.25 mm Are there any protrusions? Yes Yes Yes Yes Projection distance 2.5 mm 2.5 mm 2.5 mm 2.5 mm Projection height 1.4 mm 1.4 mm 1.4 mm 1.4 mm Projection diameter Height / 3 Height / 3 Height / 3 Height / 3 Global maximum temperature 123 ° C 74 ° C 141 ° C 100 ° C

Beispiel 7: Wirkung des Heatspreader-Abstands mit VorsprüngenExample 7: Effect of heat spreader spacing with protrusions

Die vaskulären Baugruppen O und P beinhalten Vorsprünge als Wärmeübertragungselement. Die vaskuläre Baugruppe O definiert eine größere Struktur-zu-Kanal-Trennung 650 als die vaskuläre Baugruppe P, wie in Tabelle 8 unten dargestellt. Die vaskuläre Baugruppe O hat eine höhere globale Maximaltemperatur (123 °C) als eine globale Maximaltemperatur der vaskulären Baugruppe P (100 °C). Daher kann die Verringerung der Struktur-zu-Kanal-Trennung 650 eine Wärmeübertragungsrate erhöhen. Tabelle 8Eigenschaft Vaskuläre Baugruppe O Vaskuläre Baugruppe P Heatspreader Dicke 0,5 mm 0,5 mm Polymer-Wärmeleitfähigkeit 0,6 W/m·K 0,6 W/m·K Heatspreader zu Kanaltrennung 0,25 mm 0,05 mm Vorsprünge vorhanden? Ja Ja Vorsprungsabstand 2,5 mm 1 mm Vorsprungshöhe 1,4 mm 0,7 mm Vorsprungsdurchmesser Höhe/3 Höhe/3 Globale Maximaltemperatur 123 °C 100 °C The vascular assemblies O and P contain projections as a heat transfer element. The vascular assembly O defines a larger structure-to-channel separation 650 as the vascular assembly P, as shown in Table 8 below. The vascular assembly O has a higher global maximum temperature (123 ° C) than a global maximum temperature of the vascular assembly P (100 ° C). Therefore, the reduction in structure-to-channel separation 650 increase a heat transfer rate. Table 8 property Vascular assembly O Vascular assembly P Heatspreader thickness 0.5 mm 0.5 mm Polymer thermal conductivity 0.6 W / m · K 0.6 W / m · K Heatspreader for channel separation 0.25 mm 0.05 mm Are there any protrusions? Yes Yes Projection distance 2.5 mm 1 mm Projection height 1.4 mm 0.7 mm Projection diameter Height / 3 Height / 3 Global maximum temperature 123 ° C 100 ° C

Beispiel 8: Wirkung des Heatspreader-Abstands ohne VorsprüngeExample 8: Effect of heat spreader spacing without protrusions

Die vaskulären Baugruppen Q und R beinhalten keine wärmeleitenden Elemente. Die vaskuläre Baugruppe Q definiert eine größere Struktur-zu-Kanal-Trennung 650 als die vaskuläre Baugruppe R, wie in Tabelle 9 unten dargestellt. Die vaskuläre Baugruppe Q hat eine höhere globale Maximaltemperatur (261 °C) als eine globale Maximaltemperatur der vaskulären Baugruppe R (170 °C). Daher kann die Verringerung der Struktur-zu-Kanal-Trennung 650 eine Wärmeübertragungsrate erhöhen, wenn ein Wärmeübertragungselement nicht vorhanden ist. Tabelle 9 Eigenschaft Vaskuläre Baugruppe Q Vaskuläre Baugruppe R Heatspreader Dicke 0,5 mm 0,5 mm Polymer-Wärmeleitfähigkeit 0,6 W/m·K 0,6 W/m·K Heatspreader zu Kanaltrennung 0,25 mm 0,05 mm Vorsprünge vorhanden? Nein Nein Vorsprungsab stand NV NV Vorsprungshöhe NV NV Vorsprungsdurchmesser NV NV Globale Maximaltemperatur 261 °C 170 °C The vascular assemblies Q and R do not contain any heat-conducting elements. The vascular assembly Q defines a larger structure-to-channel separation 650 as the vascular assembly R as shown in Table 9 below. The vascular assembly Q has a higher global maximum temperature (261 ° C) than a global maximum temperature of the vascular assembly R (170 ° C). Therefore, the reduction in structure-to-channel separation 650 increase a heat transfer rate when a heat transfer element is not present. Table 9 property Vascular assembly Q Vascular assembly R Heatspreader thickness 0.5 mm 0.5 mm Polymer thermal conductivity 0.6 W / m · K 0.6 W / m · K Heatspreader for channel separation 0.25 mm 0.05 mm Are there any protrusions? No No Projection distance NV NV Projection height NV NV Projection diameter NV NV Global maximum temperature 261 ° C 170 ° C

Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen dient lediglich der Veranschaulichung und Beschreibung. Sie ist nicht dazu bestimmt, erschöpfend zu sein und soll die Offenbarung in keiner Weise beschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern gegebenenfalls gegeneinander austauschbar und in einer ausgewählten Ausführungsform verwendbar, auch wenn dies nicht gesondert dargestellt oder beschrieben ist. Auch diverse Variationen sind denkbar. Diese Variationen stellen keine Abweichung von der Offenbarung dar, und alle Modifikationen dieser Art verstehen sich als Teil der Offenbarung und fallen in ihren Schutzumfang.The foregoing description of the embodiments has been presented for purposes of illustration and description only. It is not intended to be exhaustive and is not intended to limit the disclosure in any way. Individual elements or features of a specific embodiment are generally not restricted to this specific embodiment, but instead, if necessary, are interchangeable and usable in a selected embodiment, even if this is not shown or described separately. Various variations are also conceivable. These variations are not a departure from the disclosure, and all modifications of this nature are considered part of the disclosure and are within its scope.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Kanals mit einem wärmeleitenden Element für die Wärmeübertragung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: (a) das Formen eines Kanals, umfassend: (i) das Durchstechen eines ersten Kanalvorprodukts mit einer ersten Vielzahl von wärmeleitenden Elementen einer ersten wärmeleitenden Komponente, um eine erste Zwischenbaugruppe zu formen, wobei das erste Kanalvorprodukt ein erstes Opfermaterial umfasst, wobei die erste wärmeleitende Komponente ein erstes wärmeleitendes Material umfasst; (ii) Durchstechen eines zweiten Kanalvorprodukts mit einer Vielzahl von zweiten wärmeleitenden Elementen, um eine zweite Zwischenbaugruppe zu formen, wobei das zweite Kanalvorprodukt ein zweites Opfermaterial umfasst, wobei die zweite Vielzahl von wärmeleitenden Elementen ein zweites wärmeleitendes Material umfasst; oder (iii) Aufbringen eines dritten wärmeleitenden Elements auf ein drittes Kanalvorprodukt, um eine dritte Zwischenbaugruppe zu formen, wobei das dritte Kanalvorprodukt ein drittes Opfermaterial umfasst, wobei das dritte wärmeleitende Element ein drittes wärmeleitendes Material umfasst (b) Formen eines Gehäuses, umfassend: Platzieren der ersten, zweiten oder dritten Zwischenbaugruppe in einer ersten, zweiten oder dritten Gussform; Einführen eines Gehäusevorprodukts in die jeweilige erste, zweite oder dritte Gussform, wobei das Gehäusevorprodukt ein Polymervorprodukt umfasst; das Verfestigen des Polymervorprodukts zur Formung von: (i) einer ersten festen Polymerbaugruppe, die ein erstes Polymergehäuse umfasst, das um mindestens einen Teil des ersten Kanalvorprodukts herum angeordnet ist; (ii) einer zweiten festen Polymerbaugruppe, die ein zweites Polymergehäuse umfasst, das um mindestens einen Teil des zweiten Kanalvorprodukts herum angeordnet ist; oder (iii) einer dritten festen Polymerbaugruppe, die ein drittes Polymergehäuse umfasst, das um mindestens einen Teil des dritten Kanalvorprodukts herum angeordnet ist; und (c) das Entfernen umfassend: (i) das Entfernen des ersten Opfermaterials, um einen ersten Kanal zu bilden, der die Vielzahl von ersten wärmeleitenden Elementen umfasst, wobei der erste Kanal in dem ersten Polymergehäuse und der ersten wärmeleitenden Komponente definiert ist; (ii) Entfernen des zweiten Opfermaterials, um einen zweiten Kanal zu bilden, der die Vielzahl von zweiten wärmeleitenden Elementen umfasst, wobei der zweite Kanal im zweiten Polymergehäuse definiert ist; oder (iii) Entfernen des dritten Opfermaterials, um einen dritten Kanal zu bilden, der das dritte wärmeleitende Element umfasst, wobei der dritte Kanal im dritten Polymergehäuse definiert ist.A method of making a channel having a heat-conducting element for heat transfer, the method comprising: (a) forming a channel comprising: (i) piercing a first channel pre-product with a first plurality of heat-conducting elements of a first heat-conducting component to form a first intermediate assembly, the first Channel pre-product comprises a first sacrificial material, wherein the first thermally conductive component comprises a first thermally conductive material; (ii) piercing a second channel precursor with a plurality of second heat-conducting elements to form a second intermediate assembly, the second channel pre-product comprising a second sacrificial material, the second plurality of heat-conducting elements comprising a second heat-conducting material; or (iii) applying a third heat-conducting element to a third channel pre-product to form a third intermediate assembly, the third channel pre-product comprising a third sacrificial material, the third heat-conducting element comprising a third heat-conducting material (b) forming a housing, comprising: placing the first, second or third intermediate assembly in a first, second or third mold; Inserting a housing pre-product into the respective first, second or third casting mold, the housing pre-product comprising a polymer pre-product; solidifying the polymer precursor to form: (i) a first solid polymer assembly that includes a first polymer housing disposed around at least a portion of the first channel precursor; (ii) a second solid polymer assembly comprising a second polymer housing disposed around at least a portion of the second channel precursor; or (iii) a third solid polymer assembly comprising a third polymer housing disposed around at least a portion of the third channel precursor; and (c) removing comprising: (i) removing the first sacrificial material to form a first channel comprising the plurality of first thermally conductive elements, the first channel being defined in the first polymer housing and the first thermally conductive component; (ii) removing the second sacrificial material to form a second channel comprising the plurality of second thermally conductive elements, the second channel being defined in the second polymer housing; or (iii) removing the third sacrificial material to form a third channel comprising the third thermally conductive element, the third channel being defined in the third polymer housing.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gehäusevorprodukt ferner mindestens eines aus (a) einer Vielzahl von Verstärkungsfasern oder (b) einer Vielzahl von Verstärkungspartikeln umfasst.Procedure according to Claim 1 wherein the housing pre-product further comprises at least one of (a) a plurality of reinforcing fibers or (b) a plurality of reinforcing particles.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Verstärkungsfasern oder die Vielzahl von Verstärkungspartikeln thermisch leitend ist.Procedure according to Claim 1 , wherein the plurality of reinforcing fibers or the plurality of reinforcing particles is thermally conductive.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aufbringen des dritten wärmeleitenden Elements das Aufbringen des dritten wärmeleitenden Materials umlaufend um mindestens einen Teil einer Außenfläche des dritten Kanalvorprodukts umfasst.Procedure according to Claim 1 , wherein the application of the third heat-conducting element comprises the application of the third heat-conducting material circumferentially around at least part of an outer surface of the third channel pre-product.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei das jeweilige erste, zweite oder dritte Opfermaterial ein Material umfasst, das zu einem oder mehreren der folgenden Vorgänge in der Lage ist: Schmelzen, Verdampfen, Verbrennen und Aufschließen.Procedure according to Claim 1 wherein the respective first, second, or third sacrificial material comprises a material that is capable of one or more of the following processes: melting, evaporation, burning and disintegration.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste, zweite oder dritte wärmeleitende Material ein Metallmaterial, ein Keramikmaterial oder eine Kombination daraus umfasst.Procedure according to Claim 1 wherein the first, second or third thermally conductive material comprises a metal material, a ceramic material or a combination thereof.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich die erste Vielzahl von wärmeleitenden Elementen entlang mindestens eines Teils eines Durchmessers des ersten Kanals erstreckt.Procedure according to Claim 1 , wherein the first plurality of thermally conductive elements extends along at least a portion of a diameter of the first channel.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei: ein erstes wärmeleitendes Element der Vielzahl von ersten wärmeleitenden Elementen einen Vorsprung umfasst; ein zweites wärmeleitendes Element der Vielzahl von zweiten wärmeleitenden Elementen einen Stift umfasst; oder das dritte wärmeleitende Element eines oder mehreres aus einer Wicklung, einem umflochtenen Schlauch, einem gewebten Schlauch, einem gewirkten Schlauch oder einem umhäkelten Schlauch umfasst.Procedure according to Claim 1 wherein: a first heat conductive member of the plurality of first heat conductive members includes a protrusion; a second thermally conductive element of the plurality of second thermally conductive elements comprises a pin; or the third heat-conducting element comprises one or more of a winding, a braided hose, a woven hose, a knitted hose or a crocheted hose.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei: der erste Kanal einen Durchmesser definiert, der größer als oder gleich etwa 100 µm bis kleiner als oder gleich etwa 10 mm ist. der zweite Kanal einen Durchmesser definiert, der größer als oder gleich etwa 100 µm bis kleiner als oder gleich etwa 10 mm ist; oder der dritte Kanal einen Durchmesser definiert, der größer als oder gleich etwa 100 µm bis weniger als oder gleich etwa 10 mm ist.Procedure according to Claim 1 , wherein: the first channel defines a diameter that is greater than or equal to about 100 microns to less than or equal to about 10 mm. the second channel defines a diameter that is greater than or equal to about 100 microns to less than or equal to about 10 mm; or the third channel defines a diameter that is greater than or equal to about 100 microns to less than or equal to about 10 mm.

Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Kanal ein offenes Volumen von mindestens etwa 40 % eines Gesamtvolumens des ersten Kanals aufweist; oder der zweite Kanal ein offenes Volumen von mindestens etwa 40 % eines Gesamtvolumens des zweiten Kanals aufweist; oder der dritte Kanal ein offenes Volumen von mindestens etwa 40 % eines Gesamtvolumens des dritten Kanals aufweist.Procedure according to Claim 1 wherein the first channel has an open volume of at least about 40% of a total volume of the first channel; or the second channel has an open volume of at least about 40% of a total volume of the second channel; or the third channel has an open volume of at least about 40% of a total volume of the third channel.